JP4255091B2

JP4255091B2 - Semiconductor manufacturing method

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Publication number: JP4255091B2
Application number: JP09956299A
Authority: JP
Inventors: 晃弘大坂; 博史関山; 幸一能戸; 正季菅原
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2019-04-07
Also published as: JP2000294619A; KR20010006965A; KR100380623B1; TW451384B; US20020070095A1; US6368049B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板のオリフラ又はノッチの位置を検出して一定位置に合せるプロセスを有する半導体製造方法、および基板位置合せ装置を備えた半導体製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にウェハを収納する８インチカセット（蓋のないオープンカセットで、下部も開放されている）は開放構造をしているために、カセットを立ててウェハを縦置き状態にすることによりカセットの下部開口からウェハのノッチ合せを行うことが可能な構造になっている。しかし、１２インチカセットであるフープ（FOUP:Front Opening Unified Pod）と呼ばれるウェハ収納器は、密閉された構造をしているため、ノッチ合せをするとき必ずウェハをフープから取り出さなければならない。フープ内のウェハは通常横置き状態にあるから、縦置きでノッチ合せをするためには、フープを縦置きにしたり、９０°回転させたりしなければならない。フープを縦置きにしたり、９０°回転させたりしてフープの姿勢を変えることは、容器が大きいこともあり非常に面倒である。また、１２インチウェハを２５枚収納すると、フープはかなりの重量になり、９０°回転させることが困難になる。そこで縦置きよりは横置きのままのフープからウェハを取り出して、横置き状態でウェハのノッチ合せをした方が容易であると考えられる。
【０００３】
従来、横置き状態でウェハを位置決めする機構については、例えば特開平６−１３４５０号公報に提案されている。これはスリ鉢状の傾斜面を有する偏心補正治具にウェハを載置してウェハの偏心量を補正したうえで、偏心補正治具を下降して偏心補正治具から回転ステージにウェハを移載して真空吸着させ、偏心補正治具をさらに下降して退避させた状態で、回転ステージでウェハを回転させて、光学センサによるウェハのノッチを検出して位置決めする。位置決め後は逆の動作によりウェハを回収する。これによりウェハの偏心量を一挙動で補正して、ウェハの位置決めを正確に行うというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した位置決め機構では、ノッチ位置を検出する際にウェハ裏面を真空吸着で支持しているため、パーティクルの発生が避けられず、基板裏面にパーティクルが付着するという問題がある。
【０００５】
また上述した位置決め機構はあくまでも１枚のウェハについてのものであり、１枚当たりの位置決めの正確さや機構の簡略化を解消するという効果はあるものの、１枚しか検出できないため、複数枚を単位とする位置決め速度が遅く、これがボトルネックになり、装置全体としてのスループットが悪い。
【０００６】
複数枚のウェハを一括して位置決めするために、上記位置決め機構を複数個並列に設けることも可能であるが機構が大型化する。しかも、複数枚の基板を一括して位置合せしようとすると、先に位置合せした基板の角度位置を保持したまま、後の基板の位置合せを行わなければならないという煩雑な操作を必要とする等、種々の不具合が生じ、それらを解消することがプロセス的にも機構的にも非常に複雑になる。
【０００７】
本発明の課題は、基板裏面を支持することからパーティクルの裏面への付着が避けられないという従来技術の問題点を解消して、基板位置合せを行う際に、基板裏面へのパーティクルの付着を防止することが可能な半導体製造方法および半導体製造装置を提供することにある。
【０００８】
また本発明の課題は、基板一枚単位の位置合せしかできないという従来技術の問題点を解消して、複数枚の基板を一括して位置合せすることが可能な半導体製造方法および半導体製造装置を提供することにある。
【０００９】
また本発明の課題は、基板を処理室又は処理用治具へ移載する基板移載機の空き時間に基板位置合せを行ってスループットを向上できる半導体製造方法および半導体製造装置を提供することにある。
【００１０】
また本発明の課題は、複数枚の基板を同時に位置合せする時に生じる不具合を容易に解消することが可能な半導体製造方法および半導体製造装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基板のオリフラ又はノッチの位置を検出して一定位置に合せる工程を有する半導体製造方法において、前記基板のオリフラ又はノッチ合せに、基板を処理室又は処理用治具に移載する基板移載機を用いる半導体製造方法である。
【００１２】
オリフラ又はノッチ合せに基板を処理室又は処理用治具へ移載する基板移載機を用いると、オリフラ又はノッチ合せを行う基板位置合せ装置に対する基板の投入、排出が容易になる。また別途、移載機を用意する必要がないので、装置の小形化、コストダウンが図れる。
【００１３】
請求項２の発明は、前記基板移載機を設置した移載室で、基板のオリフラ又はノッチ合せを行うようにした請求項１に記載の半導体製造方法である。
【００１４】
移載室でオリフラ又はノッチ合せを行うので、基板移載機を有効利用できる。また、基板移載室内の空きスペースに、基板位置合せ装置を設置したため、別途、基板位置合せ装置を設置するチャンバ等用意する必要がないので、装置の小型化、コストダウンが図れる。
【００１５】
請求項３の発明は、基板収納容器から前記基板移載機により基板を取り出して基板のオリフラ又はノッチ合せを行う基板位置合せ装置に投入し、オリフラ又はノッチ合せ後、前記基板位置合せ装置から基板を前記基板移載機により排出して処理室又は処理用治具に移載する工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体製造方法である。
【００１６】
オリフラ又はノッチ合せに基板を処理室又は処理用治具へ移載する基板移載機を用いると、オリフラ又はノッチ合せを行う基板位置合せ装置に対する基板の投入、排出が容易になる。また別途、移載機を用意する必要がないので、装置の小形化、コストダウンが図れる。
【００１７】
請求項４の発明は、（ａ）基板収納容器から前記基板移載機により基板を取り出して基板のオリフラ又はノッチ合せを行う基板位置合せ装置に投入し、オリフラ又はノッチ合せを行い、（ｂ）オリフラ又はノッチ合せを行った基板を前記基板移載機により前記基板位置合せ装置から取り出して前記基板収納容器に戻し、（ｃ）前記基板収納容器内の全ての基板のオリフラ又はノッチ合せ処理が終わるまで前記（ａ）〜（ｂ）を繰り返し、（ｄ）オリフラ又はノッチ合せ処理が終わった基板収納容器を保管棚に保管し、基板収納容器を交換して（ａ）〜（ｄ）を繰り返していくことにより、基板のオリフラ又はノッチ合せを予め行うようにした請求項１又は２に記載の半導体製造方法である。
【００１８】
処理室で基板を処理している間等の基板を処理室又は処理用治具へ移載する基板移載機の空き時間中に、次回以降に処理室で処理を行う基板のオリフラ又はノッチ合せをできる限り行っておくと、オリフラ又はノッチ合せの終了した基板については新たにオリフラ又はノッチ合せすることなく、基板収納容器からそのまま処理室へ移載できるので、基板の移載がよりスピーディに行うことができ、スループットが向上する。
【００１９】
請求項５の発明は、基板収納容器内の基板のオリフラ又はノッチ合せが予め行われた場合、その情報を記憶しておき、前記情報に基づいて移載する基板のオリフラ又はノッチ合せが予め行われているかどうかを判断し、移載する基板のオリフラ又はノッチ合せが予め行われている場合は、基板を基板収納容器から前記基板移載機により取り出し、前記基板位置合せ装置を介さず、直接処理室又は処理用治具に移載する工程を有することを特徴とする請求項４に記載の半導体製造方法である。
【００２０】
処理を行う基板のオリフラ又はノッチ合せが予め行われている場合は、基板を基板収納容器から基板位置合せ装置を介さず直接処理室又は処理用治具に移載する搬送経路が自動的に選択され、処理を行う基板のオリフラ又はノッチ合せが予め行われていない場合は、基板を基板収納容器から基板位置合せ装置に移載し、オリフラ又はノッチ合せ後、処理室又は処理用治具に移載する搬送経路が自動的に選択されるため、ユーザは基板のオリフラ又はノッチ合せが予め行われているかどうか意識する必要がない（基板のオリフラ又はノッチ合せが予め行われているかどうかを確認し、搬送経路を選択する等煩わしい操作を行う必要がない）。
【００２１】
請求項６の発明は、基板のオリフラ又はノッチの位置を検出して一定位置に合せる工程を有する半導体製造方法において、前記基板のオリフラ又はノッチ合せは基板を横置きにして基板外周部を基板支持部で支持した状態で回転させて行うようにした半導体製造方法である。
【００２２】
オリフラ又はノッチ合せを行う際、基板の裏面ではなく、基板の外周部を支持するようにしたので、基板裏面へのパーティクルの付着が生じない。横置きにしてオリフラ又はノッチ合せが行えるので、横置き状態で基板が移送されてくる場合には、基板の姿勢を変えるという煩雑な操作が不要となり、オリフラ又はノッチ合せが容易になる。特に、基板が大径になると、姿勢を変えるのが困難になるのでメリットは大きい。
【００２３】
請求項７の発明は、前記基板を前記基板支持部から一時的に退避させて、前記基板と前記基板支持部との周方向の相対位置をずらし、その後、退避させていた基板を再度前記基板支持部に支持させる工程を有することを特徴とする請求項６に記載の半導体製造方法である。
【００２４】
具体的には、１枚又は複数枚の基板の外周部を基板支持部で横置きに支持した状態で、前記基板支持部を基板中心に回転させて各基板のオリフラ又はノッチ合せを行うに際して、基板の周方向の位置を保持した状態で、基板退避機構により各基板を前記基板支持部から一時的に退避させ、退避させている間に、前記基板支持部を基板中心に回転して各基板の周方向に対する前記基板支持部の相対位置をずらし、ずらした前記基板支持部に退避させていた各基板を戻して再度支持するようにすることが好ましい。
【００２５】
基板のオリフラ又はノッチ合せ過程又はオリフラ又はノッチ合せ後などにおいて、基板と基板支持部との相対位置に不具合が生じる場合がある。そのような場合に、各基板を支持する基板支持部から基板を一時的に退避させ、退避させている間に、基板支持部を基板の周方向に動かして基板に対する基板支持部の相対位置をずらすようにする。基板を退避させている間に、基板支持部を動かして基板に対する基板支持部の位置をずらすと、基板と基板支持部の位置関係の不具合を解消できる。
【００２６】
基板を基板支持部から退避させる基板退避機構としては、例えば１枚又は複数枚の基板をすくい上げて支持するすくい上げ支持ピンをもつ３本のすくい上げポールよりなる昇降自在に設けた基板すくい上げ機構等で良く、これを使って、基板支持部と干渉しないように基板を上昇させればよい。退避中はすくい上げたままの状態で基板の周方向の角度位置を保持し、退避後はそのまま基板を下降して基板退避機構から基板支持部に移載する。
【００２７】
請求項８の発明は、前記基板と前記基板支持部との周方向の相対位置をずらす際に、基板支持部がオリフラ又はノッチと干渉しないように、又は基板を基板移載機により前記基板支持部より排出する際、基板移載機の進入路が基板支持部と干渉しないように前記基板支持部の位置を修正するようにした請求項７に記載の半導体製造方法である。
【００２８】
具体的には、基板の位置合せを行う工程を有する半導体製造方法において、基板の周方向の位置を動かさないで、一旦基板をすくい上げて基板支持部から退避させ、退避させている間に、基板支持部を基板中心に回転して、基板支持部が基板のオリフラ又はノッチと重ならないように、又は基板位置合せ後に基板移載機により基板を基板支持部から排出する際、基板移載機の進入路を基板支持部が塞がないように基板支持部の位置を修正するようにした半導体製造方法である。
【００２９】
基板位置合せ（オリフラ又はノッチ合せ）前に基板を支持する基板支持部に基板のオリフラ又はノッチが重なった場合、又は基板位置合せ後に基板移載機により基板を排出する際基板移載機の進入路を前記基板支持部が塞ぐような場合がある。このような場合、基板の周方向の角度位置を動かさないで、一旦基板をすくい上げて基板支持部から退避させる。なお、オリフラ又はノッチと基板支持部の重なり解消のための動作の場合は、ノッチ合せ前の基板についても基板の周方向の角度位置を保持したまま退避させる。退避させている間に、基板支持部を基板中心に回転して、基板支持部が基板のオリフラ又はノッチと重ならないように、又は基板移載機の進入路を基板支持部が塞がないように基板支持部の位置を修正する（後者の場合、これを原点戻しという）。原点戻しを行うと前記のような不具合を解消できる。
【００３０】
請求項９の発明は、基板外周部を基板支持部で支持する際、前記基板支持部と前記オリフラ又はノッチとが干渉する場合に、基板を一時的に退避させて、基板と基板支持部との周方向の相対位置をずらし、その後再度基板支持部に前記基板を支持させることにより、前記干渉を回避させるようにした請求項８に記載の半導体製造方法である。
【００３１】
具体的には、基板外周部を基板支持部で支持することにより１枚又は複数枚の基板を横置きにした状態で、前記基板支持部を基板中心に回転させて各基板のオリフラ又はノッチ合せを行う工程を有する半導体製造方法において、前記基板外周部を基板支持部で支持したとき、前記基板支持部と基板外周部に形成したオリフラ又はノッチとが干渉してオリフラ又はノッチの検出ができないとき、基板すくい上げ機構により前記基板を前記基板支持部からすくい上げて一時的に退避させ、その間に前記基板支持部を所定量回転させ、その後、退避させていた前記基板を前記基板支持部に戻し、前記オリフラ又はノッチと前記基板支持部の干渉を回避させるようにした半導体製造方法である。
【００３２】
基板を基板支持部に載置する時に、基板のオリフラ又はノッチ位置が特定できないので、基板支持部に基板のオリフラ又はノッチがかかることがある。基板支持部にオリフラ又はノッチがかかると、検出センサが基板支持部に邪魔されてオリフラ又はノッチを検出できなくなる場合がある。そこで、基板支持部とオリフラ又はノッチの干渉を避けるため、すくい上げ機構により基板を一旦すくい上げて退避させ、退避させている間に基板支持部を所定量回転させることにより、基板支持部を基板に対してずらして、前記干渉をなくすようにする。
【００３３】
このように基板をすくい上げて退避させている間に、基板支持部を基板に対してずらして、基板支持部とオリフラ又はノッチの干渉をなくすようにしたので、オリフラ又はノッチ検出ができなくなるという不具合を回避することができる。
【００３４】
請求項１０の発明は、前記オリフラ又はノッチ合せ後、前記基板を一時退避させて、前記基板支持部を基板移載機の進入を許す許容位置にセットして、その後、再度基板支持部に前記基板を支持させるようにした請求項８に記載の半導体製造方法である。
【００３５】
具体的には、基板移載機により、１枚又は複数枚の基板を基板位置合せ装置に投入して基板の位置合せをした後、前記基板位置合せ装置から前記基板を排出する基板位置合せ工程を有する半導体製造方法において、前記基板のオリフラ又はノッチ合せをするに際して、前記基板位置合せ装置に設けた前記基板の外周部を支持する基板支持部を、前記基板移載機の進入を許す許容位置にセットし、前記基板位置合せ装置に投入される前記基板の外周部を前記基板位置合せ装置の基板支持部により支持し、前記基板支持部により支持した前記基板を前記基板支持部とともに回転させて前記基板のオリフラ又はノッチを検出する。
【００３６】
その検出結果に基づいて前記基板の位置合せを行い、前記基板位置合せ装置に設けた基板すくい上げ機構により、前記位置合せした基板を、位置合せした基板の位置を保持した状態で前記基板支持部からすくい上げて一時的に退避させ、その間に前記基板移載機と前記基板支持部の干渉を避けるために前記基板支持部を回転して、前記基板支持部を基板移載機の進入を許す許容位置にリセットさせ（原点戻し）、リセット後の基板支持部に、退避させていた前記基板を戻すようにすることが好ましい。
【００３７】
基板支持部を回転して基板のオリフラ又はノッチ合わせを行った後に、基板支持部が基板移載機の進入を阻む基板位置合せ装置の基板投入位置に来ることがある。基板支持部が投入位置に来ると、基板移載機と基板支持部とが干渉して基板の排出ができなくなる。そこで、基板搬送装置と基板支持部の干渉を避けるため、すくい上げ機構により全ての基板を一旦すくい上げて位置合せ状態を保持したまま退避させ、退避中に基板支持部を所定量回転させることにより、基板支持部を原点位置にリセットして、前記干渉をなくすようにする。
【００３８】
基板をすくい上げて退避させている間に、オリフラ又はノッチ合せ過程でずれた基板支持部を原点位置にリセットするようにしたので、オリフラ又はノッチ合せ後に基板の排出ができなくなるという不具合を回避することができる。
【００３９】
請求項１１の発明は、基板のオリフラ又はノッチの位置を検出して一定位置に合せる工程を有する半導体製造方法において、複数枚の基板のオリフラ又はノッチ合せをするに際して、複数枚の基板を基板支持機構に積層支持して所要角度一括回転させることにより、あらかじめ全ての基板のオリフラ又はノッチを検出センサで検出して、検出情報を記憶させ、前記検出情報に基づいて基板支持機構を回転させて１枚づつ基板のオリフラ又はノッチ合せを行うとともに前記基板の周方向の位置を保持したまま基板を基板支持機構から退避させて、全ての基板のオリフラ又はノッチ合せが終了した後に、退避していた基板を基板支持機構に戻すようにした半導体製造方法である。
【００４０】
ここで検出情報は、オリフラ又はノッチを検出したときの基準角度位置からのずれ角の位置情報である。複数枚の基板を一括回転させて、検出センサを通過する過程で、全ての基板のオリフラ又はノッチを検出して、その検出情報をそれぞれ記憶しておくと、その後に基板をさらに回転しても、回転分に応じた検出情報の修正をしていけば、オリフラ又はノッチ位置を正確に覚えておくことができる。
ここで検出情報の修正が必要な理由は次の通りである。例えば、基板のオリフラ又はノッチと基板支持部とが重なっていた場合に、それを解消するため全基板を一旦退避させて、基板支持部を所定量回転させるのだが、その際オリフラ又はノッチ位置検出済みの基板までもが、所定量回転する。したがって検出情報の修正が必要となる。
【００４１】
１枚づつ基板のオリフラ又はノッチ合せを行うとともに基板の周方向の位置を保持したまま基板を基板支持機構から退避させて、全ての基板のオリフラ又はノッチ合せが終了した後に、退避していた基板を基板支持機構に戻すので、基板支持機構の基板支持位置を変更しても、位置合せの終了したオリフラ又はノッチ位置が狂うことがなく、適切なオリフラ又はノッチ合せが可能になる。
【００４２】
請求項１２の発明は、複数枚の基板のオリフラ又はノッチ位置が、検出センサの設置場所から離れているために、オリフラ又はノッチ位置が検出できない場合に、あらかじめ複数枚の基板を一定角度一括回転させて、前記オリフラ又はノッチ位置を、前記所要角度一括回転させることによりオリフラ又はノッチ位置が検出可能となる前記位置検出センサの設置場所近傍に来るようする工程を有することを特徴とする請求項１１に記載の半導体製造方法である。
【００４３】
前記所要角度と一定角度とは異なり、基板を一定角度一括回転させる場合には、一定角度回転させたうえで、さらに所要角度回転させることにより、初めてオリフラ又はノッチ位置の検出が可能となる。オリフラ又はノッチ位置が、検出センサの設置場所から離れている場合に、基板を一定角度一括回転させて、オリフラ又はノッチ位置を位置検出センサの設置場所近傍に来るようにすると、オリフラ又はノッチ位置の検出が容易にできるようになる。
【００４４】
基板位置合せ装置の基板投入側には、基板移載機が進入するので、位置検出センサを置けない。したがってオリフラ又はノッチ位置が投入側にあるときは、オリフラ又はノッチ位置がセンサの設置場所から離れていることになる。このため基板を回転させて、オリフラ又はノッチ位置をセンサの設置場所近傍にもって来る動作が必要になる。また基板位置合せ装置の基板投入側にオリフラ又はノッチがない場合でも同じ動作が必要になることがある。
【００４５】
請求項１３の発明は、基板支持機構を所要角度回転させてもオリフラ又はノッチが検出できなかった場合に、下記工程（ａ）〜（ｄ）を行い、オリフラ又はノッチ検出を行うようにした請求項１１又は１２に記載の半導体製造方法である。（ａ）基板を基板支持機構から退避させる、（ｂ）基板支持機構を所定角度回転させる、（ｃ）基板を基板支持機構に戻す、（ｄ）基板支持機構を所要角度回転させオリフラ又はノッチ位置を検出する。ここで所定角度と所要角度とは後述するように異なる意味で使用している。
【００４６】
具体的には、非接触検出過程で位置検出センサにより基板のオリフラ又はノッチ位置が検出できなかったときは、下記工程（ａ）〜（ｄ）を行う。この工程を一度行えば、オリフラ又はノッチは検出不可能領域から検出可能領域に入り、ノッチ検出が可能となる。
（ａ）全基板を前記基板支持機構から退避させる、
（ｂ）基板と前記基板支持機構との周方向の相対位置をずらすため、前記基板支持機構を所定量回転する、
（ｃ）前記所定量回転した前記基板支持機構に前記退避させていた基板を戻す、
（ｄ）基板を所要量回転して前記センサで前記基板支持機構に戻した基板のオリフラ又はノッチ位置を検出する、
基板のオリフラ又はノッチ位置が検出できたときは、検出情報に基づいて複数枚の基板を一括回転することにより複数枚の基板の位置合せを順次１枚づつ行い、位置合せが終了する度に、位置合せ結果を保持させるために位置合せが終了した基板を前記基板支持機構から退避させ、全ての基板の位置合せが終了したら、退避した基板を戻して基板支持機構に支持させるようにすることが好ましい。
【００４７】
前記した所要角度と所定角度とは異なり、所要角度＞所定角度の関係がある。基板支持機構を所要角度回転させたときオリフラ又はノッチ位置が検出できなかった場合でも、基板の周方向位置を基板支持機構に対し所定角度だけずらして検出するので、オリフラ又はノッチ位置が検出できるようになる。
【００４８】
請求項１４の発明は、全基板のオリフラ又はノッチ位置検出動作終了後、オリフラ又はノッチを所定の位置に合せる際、オリフラ又はノッチ位置が所定の位置から離れているために一度の回転ではオリフラ又はノッチを所定の位置に合せることができない場合に、下記工程を繰り返し、オリフラ又はノッチを所定の位置に合せるようにした請求項１１に記載の半導体製造方法である。
（ａ）オリフラ又はノッチ位置から所定位置までの最短経路となる方向に基板支持機構を所要量回転させる
（ｂ）基板を基板支持機構から退避させる
（ｃ）基板支持機構を（ａ）とは逆の方向に所要量回転させる
（ｄ）基板を支持機構に戻す
【００４９】
全基板のオリフラ又はノッチ位置検出後、オリフラ又はノッチ位置を所定の位置に合せる際に、オリフラ又はノッチ位置が、所定位置から遠く離れている場合、装置の可動範囲の関係上、一度の回転では、オリフラ又はノッチを、所定の位置に合せることができないことがある。そのような場合、上記工程（ａ）〜（ｄ）を繰り返し、オリフラ又はノッチ位置を少しずつずらしていくことにより、所定の位置へ、移動させることができる。なお、その際、記憶した検出情報よりノッチ位置から所定位置までの最短経路を選択する。
【００５０】
請求項１５の発明は、複数枚の基板のオリフラ又はノッチ合せを一括して行う請求項１〜１０のいずれかに記載の半導体製造方法である。
【００５１】
複数枚の基板のオリフラ又はノッチ合わせを一括して行うので、スループットが格段に向上する。
【００５２】
請求項１６の発明は、横置きに支持される１枚又は複数枚の基板のオリフラ又はノッチ合せを行う基板位置合せ装置を備えた半導体製造装置において、
前記基板位置合せ装置が、基板外周部を支持する基板支持部を有し、前記基板支持部を基板中心を軸として回転して前記基板を回転させる基板支持機構と、
前記基板支持機構に支持されて回転する前記基板のオリフラ又はノッチを非接触で検出する検出センサとを備えた半導体製造装置である。
【００５３】
基板の支持は、裏面ではなく外周部で行うので、基板支持にともなって生じるパーティクルが裏面に付着しない。また検出センサでオリフラ又はノッチを非接触で検出すると、検出センサと基板との間で摩擦が生じない。したがって本発明によれば、基板とは非接触でオリフラ又はノッチを検出し、かつ基板外周部を支持するので、基板裏面へのパーティクル付着を有効に防止できる。
【００５４】
請求項１７の発明は、請求項１６に記載の半導体製造装置において、前記支持部に支持テーパ部を設け、支持テーパ部で基板の外周を支持するようにした半導体製造装置である。
【００５５】
基板は支持テーパ部に線接触ないし点接触で支持されるで、面接触で支持されるものに比べて、摩擦力が減少し、オリフラ又はノッチ合せ時に伴うパーティクルの発生が低減するので、基板裏面へのパーティクル付着をより有効に防止できる。
【００５６】
請求項１８の発明は、請求項１６又は１７に記載の半導体製造装置おいて、前記基板支持部がさらに基板偏心補正用のテーパ部をもつ半導体製造装置である。
【００５７】
基板が基板偏心補正用テーパ部を経て支持テーパ部に支持されるようにした場合には、基板が横置き状態にあるため、オリフラ又はノッチ合せ過程で、基板の自重により自動的に基板の中心合わせがなされる。
【００５８】
請求項１９の発明は、前記基板を前記基板支持機構の基板支持部から退避させる基板退避機構を有する請求項１６ないし１８のいずれかに記載の半導体製造装置である。
【００５９】
具体的には、横置きに支持される１枚又は複数枚の基板の位置合せを行う基板位置合せ装置を備えた半導体製造装置において、前記基板位置合せ装置が、テーパ部をもち、前記テーパ部で基板の外周を支持する基板支持部を有し、前記基板支持部が基板中心に回転自在に設けられて、前記基板支持部で支持される基板を回転させる基板支持機構と、前記基板支持機構に支持されて回転する前記基板の外周部に形成されたオリフラ又はノッチを非接触で検出するセンサと、さらに前記基板の外周部を係止する基板係止部を有し、前記基板係止部を前記基板外周部に係止して、前記１枚又は複数枚の基板を前記基板支持機構の基板支持部から一時的に退避させる基板退避機構とを有する半導体製造装置であることが好ましい。
【００６０】
基板退避機構を有すると、基板支持部から基板を一旦退避させることができるので、基板支持部と基板との位置関係の不具合を解消できる。
【００６１】
請求項２０の発明は、前記基板支持機構および前記基板退避機構を下記（ａ）〜（ｃ）のように制御する制御部を備えた請求項１９に記載の半導体製造装置である。（ａ）複数の基板のオリフラ又はノッチを検出し、１枚ずつオリフラ又はノッチ合せを行うために前記基板支持機構の回転を制御し、（ｂ）前記オリフラ又はノッチ合せの終わった基板を、１枚づつ前記基板支持機構から順次退避させるために前記基板退避機構を制御し、（ｃ）全基板のオリフラ又はノッチ合せ終了後、退避させていた複数の基板を前記基板支持機構に戻すために前記基板退避機構を制御するものである。
【００６２】
具体的には、横置きに支持される複数枚の基板の位置合せを行う基板位置合せ装置を備えた半導体製造装置において、前記基板位置合せ装置が、複数枚の基板を積層状態で横置きに支持してこれらを一括回転する基板支持機構と、前記基板支持機構で一括回転する各基板のオリフラ又はノッチを非接触で検出するセンサと、前記基板支持機構から基板を一時的に退避させる基板退避機構と、前記基板支持機構および前記基板退避機構を制御する制御部とを備える。
【００６３】
前記制御部は、
（ａ）複数の基板を一括回転させて各基板のオリフラ又はノッチを検出させるために、及び各基板のオリフラ又はノッチの検出値に基づいて１枚ずつ各基板の位置合せを行うために前記基板支持機構の回転を制御し、各基板の位置合せが終了すると個別位置合せ終了信号を出力し、
（ｂ）前記個別位置合せ終了信号に基づいて、位置合せの終わった基板を１枚ずつ前記基板支持機構から順次退避させるために前記基板退避機構を制御し、
（ｃ）全基板の位置合せが終了すると全位置合せ終了信号を出力し、
全位置合せ終了信号に基づいて、退避させていた複数の基板を前記基板支持機構に戻すために前記基板退避機構を制御するものであることが好ましい。
【００６４】
基板支持機構及び基板退避機構を前記制御部により前述のように制御することによって、複数の基板のオリフラ又はノッチ合せを１つの回転駆動部により円滑に行うことができる。
【００６５】
請求項２１の発明は、前記基板支持機構が、ターンテーブルと、前記ターンテーブルに立設された複数本の支持ポールと、各支持ポールに設けられ複数枚の基板の外周部を支持する基板支持部と、前記ターンテーブルを回転させる一台の回転駆動部とを備えた請求項１６ないし２０のいずれかに記載の半導体製造装置である。
【００６６】
具体的には、前記基板支持機構は、ターンテーブルと、前記ターンテーブルに立設され、複数枚の基板を支持する複数本の支持ポールと、各支持ポールの軸方向に沿って所定ピッチをおいて設けられ、前記ターンテーブルの径方向内方側に突出するテーパ部を有し、前記テーパ部で前記基板の外周部を支持する複数枚の基板支持部と、前記支持ポールを立設した前記ターンテーブルを回転して前記複数枚の基板支持部に積層支持される前記複数枚の基板を一括回転させる一台の回転駆動部とを備えることが好ましい。
【００６７】
ターンテーブルとこれを回転させる回転駆動部が１つで済むので、構造の簡素化が図れる。なお、基板を支持する基板支持部は、基板外周部を支持するテーパ部を有する３本の支持ピンで構成することが好ましいが、接触面積が小さければピンである必要はない。
【００６８】
請求項２２の発明は、前記基板退避機構が、昇降自在に設けられたベースと、前記ベースを昇降させる昇降駆動部と、前記ベースに立設され、前記ベースの昇降により複数枚の基板を順次前記基板支持部からすくい上げる複数本のすくい上げポールと、各すくい上げポールに設けられ、基板の外周部を係止する基板係止部とを備えた請求項１９ないし２０のいずれかに記載の半導体製造装置である。
【００６９】
具体的には、前記基板退避機構は、昇降自在に設けられたベースと、前記ベースを昇降させる昇降駆動部と、前記複数本の支持ポールとは干渉しないように前記ベースに立設され、前記ベースの昇降により複数枚の基板を順次前記支持ポールから一時的にすくい上げる複数本のすくい上げポールと、各すくい上げポールに複数枚の基板を最下層のものから順次すくい上げるために軸方向に所定ピッチをおいて設けられ、ベースの径方向内方側に突出して基板の外周部を係止する基板係止部を有し、前記ベースの上昇により基板外周部を係止して基板支持機構の基板支持部から基板をすくい上げ、すくい上げた基板を前記ベースの下降により基板支持部に戻す複数の基板係止部とを備えることが好ましい。
【００７０】
すくい上げポールに基板係止部を取り付けるだけの簡単な構造で、基板の周方向の位置を保持したまま、基板支持機構から基板を退避させることができる。
【００７１】
請求項２３の発明は、前記基板支持機構は、ターンテーブルと、前記ターンテーブルに立設された複数本の支持ポールと、各支持ポールに設けられ複数枚の基板の外周部を支持する基板支持部と、前記ターンテーブルを回転させる一台の回転駆動部とを有し、前記すくい上げポールに設けた基板係止部のピッチＰ1 と、前記支持ポールの基板支持部のピッチＰ2 とが、Ｐ1 ＜Ｐ2 という関係を満たすことを特徴とする請求項２２に記載の半導体製造装置である。
【００７２】
前記基板係止部のピッチＰ1 と前記基板支持部のピッチＰ2 とがＰ1 ＜Ｐ2 の関係を満たすと、支持ポールに設けられた基板支持部により支持されている複数枚の基板を、すくい上げポールに設けられた基板係止部により、最下段のものから、順次すくい上げることができる。
【００７３】
請求項２４の発明は、ｎ枚の基板を前記支持ポールから前記すくい上げポールにより1 枚ずつ順次すくい上げる場合において、前記すくい上げポールに設けた基板係止部のピッチＰ1 と、前記支持ポールの基板支持部のピッチＰ2 とが、
（ｎ−１）Ｐ1 ＞（ｎ−２）Ｐ2
という関係を満たすことを特徴とする請求項２３に記載の半導体製造装置である。
【００７４】
上記関係を満たしていれば、支持ポールに設けられた基板支持部により支持されている複数枚の基板を、すくい上げポールに設けられた基板係止部により、最下段のものから、順次すくい上げることができる。また、基板をすくい上げポールですくい上げた状態で支持ポールを回転させても、基板と前記すくい上げポールに設けた基板係止部、前記支持ポールに設けた基板支持部は干渉しない。
【００７５】
また請求項２５の発明は、前記検出センサは、オリフラ又はノッチの検出時は基板の径方向内方に前進し、非検出時は基板の径方向外方に後退するように構成されている
請求項１６ないし２４のいずれに記載の半導体製造装置である。
【００７６】
具体的には、前記センサは、前記積層支持される各基板の径方向に進退自在に設けられ、基板外周部に形成されたオリフラ又はノッチの検出時は基板の径方向内方に前進して前記基板のオリフラ又はノッチを検出し、非検出時は基板の径方向外方に後退して前記基板支持部との干渉を回避するように構成されていることが好ましい。
【００７７】
検出センサは、基板外周部に形成されたオリフラ又はノッチの検出時は基板の径方向内方に前進して前記基板のオリフラ又はノッチを検出し、非検出時は基板の径方向外方に後退して前記基板支持部との干渉を回避する。
【００７８】
請求項２６の発明は、横置きに支持される複数枚の基板のオリフラ又はノッチ合せを行うオリフラ又はノッチ合せ装置を備えた半導体製造装置において、前記基板位置合せ装置が、回転中心を共通にして積層状態に設けられ、基板を１枚ずつ載置する複数のターンテーブルと、各ターンテーブルに設けられ、各基板の外周部を支持するための複数の基板支持部と、前記複数のターンテーブルをそれぞれ独立して回転させる複数の回転駆動部と、前記オリフラ又はノッチを非接触で検出する検出センサとを備えた半導体製造装置である。
【００７９】
基板を１枚ずつ載置する複数のターンテーブルを備えているので、個々に位置合せを行うことができ、制御も容易である。
【００８０】
請求項２７の発明は、請求項２６に記載の半導体製造装置において、さらに基板を基板支持部から退避させる基板退避機構を備えることを特徴とする半導体製造装置である。
【００８１】
具体的には、横置きに支持される複数枚の基板の位置合せを行う基板位置合せ装置を備えた半導体製造装置において、前記基板位置合せ装置が、回転中心を共通にして積層状態に設けられ、基板を１枚ずつ載置する複数のターンテーブルと、前記複数のターンテーブルにそれぞれ取り付けられ、各ターンテーブル上に載置される基板の外周部を複数箇所支持し、その支持部にテーパ部が形成されている複数枚の基板支持部と、前記複数のターンテーブルをそれぞれ独立して回転させる複数の駆動部と、前記基板支持部のテーパ部で支持される基板の外周部に形成されたオリフラ又はノッチを非接触で検出する固定系のセンサと、基板退避機構とを備える。
【００８２】
基板退避機構をさらに備えると、基板支持部と基板間の位置関係などに不具合があっても、オリフラ又はノッチ合せをキャンセルすることなく、上記不具合を解消できる。
【００８３】
請求項２８の発明は、前記基板退避機構は、昇降移動自在に設けられた複数本のすくい上げポールと、各すくい上げポールに設けられ、上昇により基板外周部を係止して基板支持部から基板をすくい上げ、すくい上げた基板を下降により基板支持部に戻す複数の基板係止部とを有する請求項２７に記載の半導体製造装置である。
【００８４】
前記基板退避機構は、昇降自在に設けられたベースと、前記ベースを昇降させる昇降駆動部と、前記ベースに立設され前記ベースの昇降により複数枚の基板を前記基板支持部から一時的にすくい上げる複数本のすくい上げポールと、各すくい上げポールに、複数枚の基板をすくい上げるために軸方向に所定ピッチをおいて設けられ、基板の径方向内方側に突出して基板の外周部を係止する基板係止部を有し、前記ベースの上昇により基板外周部を係止してターンテーブルの基板支持部から基板をすくい上げ、すくい上げた基板を前記ベースの下降により基板支持部に戻す複数の基板係止部とを有することが好ましい。
【００８５】
基板退避機構をさらに備えると、基板支持部と基板間の位置関係などに不具合があっても、オリフラ又はノッチ合せをキャンセルすることなく、上記不具合を解消できる。
【００８６】
請求項２９の発明は、前記基板を回転させる際、前記検出センサと前記基板支持部とが干渉しない位置関係にあることを特徴とする請求項２６ないし２８のいずれかに記載の半導体製造装置である。
【００８７】
検出センサと前記基板支持部とが干渉しない位置関係にあると、基板支持機構又はターンテーブルの回転規制がなくなり回転はフリーになるので、オリフラ又はノッチ位置がどこにあってもオリフラ又はノッチを容易に検出でき、オリフラ又はノッチ合せを円滑に行うことができる。
【００８８】
請求項３０の発明は、前記検出センサと前記基板支持部とが干渉しない位置関係にある構造は、前記検出センサが光学センサである場合において、前記基板の径よりも小径としたターンテーブルと、前記ターンテーブルから径方向外方に突出して表面側に前記基板の外周部を支持する支持部を形成した基板支持部と、前記ターンテーブルの径方向外方であって、前記基板支持部に基板が支持されるときに小径のターンテーブルから飛出す基板外周部の裏面側に配置された受光部又は発光部と、受光部又は発光部に対向する基板外周部の表面側に配置された発光部又は受光部とを有する光学センサと
を備えている構造である請求項２９に記載の半導体製造装置である。
【００８９】
光学センサで基板外周部に形成したオリフラ又はノッチを検出しようとした場合、基板の径とターンテーブルの径が同じであると、オリフラ又はノッチを通過した光の進路をターンテーブルが塞ぐため、オリフラ又はノッチの検出ができなくなる。したがって、ターンテーブルの径を基板の径よりも小さくして、ターンテーブル上に載置した基板の外周部がターンテーブルよりも径方向外方に突出するようにする。これによりターンテーブルより突出した基板の外周部を支持する支持部を基板支持部に形成するだけの簡単な構造でターンテーブル回転時に、光学センサと基板支持部とが干渉しないようにすることができる。
【００９０】
請求項３１の発明は、前記ターンテーブルの下にターンテーブルを回転させる回転駆動部を置かない配置とする請求項２６ないし３０のいずれかに記載の半導体製造装置である。
【００９１】
回転駆動部は例えばパルスモータである。回転駆動部とターンテーブルとを例えばベルト・プーリでつないで、回転駆動部をターンテーブルの側部に並行配置すると、ターンテーブルやターンテーブル上に支持される基板の厚さが回転駆動部の高さ中に吸収されるので、ターンテーブルの下に回転駆動部を直列配置する場合に比して、装置の高さ方向の小形化が図れる。ターンテーブルの下に回転駆動部を置かないので、装置高が低くなり装置を小形化できる。
【００９２】
請求項３２の発明は、垂直方向で隣り合う回転駆動部については、回転中心が異なるよう配置した請求項３１に記載の半導体製造装置である。
【００９３】
垂直方向で隣り合う回転駆動部については、回転中心が異なるように回転駆動部を分散配置させると、回転駆動部同士の干渉が回避できるので、ターンテーブル間の間隔を所望の間隔以下とすることができ、装置の小形化を一層促進できる。
【００９４】
請求項３３の発明は、前記基板支持部が透明である請求項２６ないし３２のいずれに記載の半導体製造装置である。透明部材は光学センサで取り扱う光に対して透明な部材で構成する。
【００９５】
基板支持部が透明なので、オリフラ又はノッチが基板支持部にかかっても、基板支持部によって光は遮られることがなくなり、オリフラ又はノッチを検出することができる。したがって、オリフラ又はノッチが基板支持部にかかっても、基板支持部を基板に対してずらす必要がなくなり、操作性が向上する。
【００９６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に実施の形態を説明する。実施の形態では位置合せ基板として大型の１２インチウェハを対象としているが、本発明は１２インチに限定されない。また、基板の位置合せマークがノッチである場合について説明しているが、オリフラでもよい。さらに、ノッチを一括検出するウェハ枚数は５枚としているが、５枚に限定されず、１枚でも何枚でもよい。
【００９７】
図３０は実施形態の半導体製造装置例である縦型ＣＶＤ／拡散装置を示し、
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図で、（ｃ）は基板収納容器としてのフープの斜視図であり、この装置に備えられた基板位置合せ装置１００の配置を示している。半導体製造装置は、ウェハをフープ単位で搬入・搬出する搬入室２５１、搬入室２５１と処理室２５３との間でウェハ１０４をやり取りする移載室２５２、ウェハ１０４に成膜処理などを行う処理室２５３から主に構成され、複数枚のウェハ１０４を一括して位置合せすることができる基板位置合せ装置１００は中央の移載室２５２に備えられる。前記搬入室２５１には図示しないＩ／Ｏステージ、フープローダや保管棚としてのフープ棚が備えられている他、図示するようにフープ２５４の蓋２５４ａを開閉するポッドオープナ２５５が備えられ、ウェハを横置きにしたフープ２５４の蓋２５４ａを開けてフープ２５４内部から１２インチウェハ１０４を横向きで取り出せるようになっている。
【００９８】
さて、横置きの状態でウェハ１０４が収納されたフープ２５４は、装置外部から搬送装置又は人手によって搬入室２５１内に搬入される。所定の経路を通ってポッドオープナ２５５の備えられた位置まで運ばれて蓋２５４ａが開けられる。移載室２５２には、複数枚のウェハ１０４を一括して移載することができるウェハ移載機２５６と前述した複数枚のウェハ１０４のノッチを一括して位置合せする基板位置合せ装置１００とが備えられ、蓋２５４ａの開けられたフープ２５４からウェハ移載機２５６のツィーザ２５７により複数枚のウェハ１０４が基板位置合せ装置１００に一括して投入される。
【００９９】
基板位置合せ後、ウェハ移載機２５６により基板位置合せ装置１００から排出されたウェハ１０４は、ボート引出し位置にあるボート２６３へ移載する。ここでボート引出し位置とは、ボート２６３に対してウェハチャージ、ディスチャージを行う、ボート２６３を反応管２５８より引出した位置（アンロード位置）のことである。またボート２６３が処理用治具となる。所要枚数のウェハ１０４が移載されたボート２６３は、処理室２５３の上部の反応管２５８内に搬入される。その後、反応管２５８で成膜、拡散、酸化等の処理がなされる。このウェハ処理が終了すると、ボート２６３が下降して反応管２５８から搬出され、ボート２６３上のウェハ１０４は、上記とは逆の動作により処理室２５３から搬入室２５１に移載され（ただし基板位置合せ装置１００は介さない）、フープ２５４に収納されて装置外へと搬出される。
【０１００】
なお、図３０中、２５９は移載エレベータ、２６０は移載機アーム、２６１はボートエレベータ、２６２はボートアームである。
【０１０１】
本発明の実施形態の半導体製造装置では、前述の通り、基板位置合せ装置は中央の移載室２５２に備えられており、ノッチ合せを行う際はウェハ移載機２５６を用いて行う。具体的には、前述の通り、フープ２５４からウェハ移載機２５６により、複数枚のウェハ１０４が基板位置合せ装置１００に一括して投入され、ノッチ合せ後、ウェハ移載機２５６により基板位置合せ装置１００から取り出されたウェハ１０４はそのままボート２６３に移載される。ボート２６３へ、所要枚数のウェハ１０４が装填された後、ウェハ移載機２５６は、フリーな状態となる。この状態は、処理中はもちろんボート２６３より処理後のウェハ１０４を払い出す時まで続く。この間、移載機２５６、基板位置合せ装置１００、ポッドオープナ２５５等反応室以外の部分の駆動系は自由に動かすことができるため、この空き時間を利用して、ノッチ合せを行うことができる。
【０１０２】
具体的には、この空き時間（成膜時等）に、ノッチ合せ前のウェハ１０４が収納されたフープ２５４は、図示しない保管棚よりポッドオープナ２５５の備えられた位置まで運ばれて蓋２５４ａが開けられる。蓋２５４ａの開けられたフープ２５４からウェハ移載機２５６のツィーザ２５７により複数枚のウェハ１０４が基板位置合せ装置１００に一括して移載される。ノッチ合せ後、ウェハ移載機２５６により、ノッチ合せ後のウェハ１０４は基板位置合せ装置１００からポッドオープナ２５５の位置にあるフープ２５４へ回収される。その後、本動作を繰り返し、フープ２５４内の全てのウェハ１０４のノッチ合せが終了したらフープ２５４の蓋２５４ａが閉じられ、ノッチ合せ済みのウェハ１０４を収納したフープ２５４は、図示しない保管棚へ戻される。この動作を、ウェハ移載機２５６の空き時間にできる限り行う。これにより、ノッチ合せ済みとなったウェハ１０４については、基板位置合せ装置１００を介さずにウェハ１０４をフープ２５４から直接ボート２６３に移載することが可能となる。
【０１０３】
なお、前述のように予めウェハ１０４のノッチ合せを行った場合、その情報を記憶しておくのが望ましい。そうすることにより、ウェハ１０４の移載の際、前記情報に基づいて、移載するウェハ１０４のノッチ合せが予め行われているかどうかを判断し、ウェハ１０４のノッチ合せが予め行われている場合は、ウェハ１０４をフープ２５４から基板位置合せ装置１００を介さず、直接ボート２６３に移載するようにできる。また、移載するウェハ１０４のノッチ合せが予め行われていない場合は、前述の通り、ウェハ１０４はフープ２５４から基板位置合せ装置１００に移載され、ノッチ合せ後、ボート２６３に移載されるようにする。以上のように、ウェハ１０４移載の際、前記情報に基づいて適切なウェハ搬送経路が自動的に選択されるので、ユーザはウェハ１０４のノッチ合せが予め行われているかどうか意識する必要がなく、ウェハ搬送経路を選択する等の煩わしい操作を行う必要がなくなる。
【０１０４】
このようにウェハ移載機２５６の空き時間を利用して、予め未処理ウェハ１０４のノッチ合せを行うことにより、ノッチ合せ済みとなったウェハ１０４については、基板位置合せ装置を介さず直接ボートへ移載できるため、ノッチ合せ工程を省略でき、その分スループットが向上する。
【０１０５】
次に移載室２５２に備えられた基板位置合せ装置１００について詳細に説明する。
【０１０６】
第１の実施の形態（図１〜図１４）
これは１台のモータにて横置き状態にあるウェハのノッチを５枚一括で検出して位置合せする基板位置合せ装置例である。
【０１０７】
図１は基板位置合せ装置の斜視図、図２は正面図である。基板位置合せ装置１００は、台座１０１と、台座１０１上に昇降自在に設けられたリング状のベース１０２と、リング状ベース１０２よりは上方に配置されているが同じく台座１０１上に回転自在に設けられたターンテーブル１０３とを備えている。
【０１０８】
複数枚（図示例では５枚）のウェハ１０４は、ターンテーブル１０３の外周に所定角度を置いて立設された複数本（図示例では３本）の支持ポール１０５によって、基板外周部１０４ｂが下側から支持されて、横置きの積層状態で垂直方向に一定間隔で保持される。
【０１０９】
３本の支持ポール１０５は、回転駆動部としてのモータ１０６によって可逆回転するターンテーブル１０３の周辺部のほぼ半円部に偏って分散配置され、その立設方向は、ターンテーブル１０３の回転軸線と平行になっている。各支持ポール１０５には、長さ方向に一定ピッチでウェハ１０４の外周部１０４ｂを下側から支持する基板支持部としての支持ピン１０７がターンテーブル１０３の径方向内方側に向かって腕状に突設されている。したがって、ウェハ１０４は支持ポール１０５によって横置き状態に支持されたままターンテーブル１０３によって回転するようになっている。なお、ターンテーブル１０３は台座１０１に支持台１０８を介して取り付けられており、ターンテーブル１０３を回転するモータ１０６は、支持台１０８の中に設けられている。また、３本の支持ポール１０５の上部にはウェハ１０４の表面を覆うプレート１０９を設けて、ウェハ１０４の表面にパーティクルが付着しないようにしている。
【０１１０】
本発明の基板支持機構は、上記ターンテーブル１０３と、支持ポール１０５と、支持ピン１０７と、一台のモータ１０６とから主に構成される。
【０１１１】
また、５枚のウェハ１０４は、ノッチ位置合せを終了したウェハ１０４から順に、昇降（矢印ａ方向）自在に設けられた３本のすくい上げポール１１０によって、その上昇により基板支持ピン１０７からすくい上げられるようになっている。またすくい上げられたウェハ１０４はすくい上げポール１１０の下降により基板支持ピン１０７に戻されるようになっている。この際、すくい上げポール１１０は昇降するだけで、すくい上げポール１１０を支持しているベース１０２は回転しないので、ウェハ１０４の周方向の角度位置は、固定されたままで動かない。
【０１１２】
すくい上げポール１１０には、長さ方向に一定ピッチでウェハ１０４の外周部１０４ｂを支持してウェハ１０４をすくい上げる基板係止部としてのすくい上げ支持ピン１１１が回転中心に向かって腕状に突設されている。このすくい上げ支持ピン１１１は、図に示すように、ウェハ１０４の枚数に対応して５個等間隔に設けられる。３本のすくい上げポール１１０は、台座１０１に取り付けられたモータ１１２とスライド機構１１３とによって昇降移動するベース１０２の周辺部に略１２０°間隔に分散配置されて、その立設方向はターンテーブル１０３の回転軸心と平行になっている。
【０１１３】
昇降移動は台座１０１とベース１０２間に設けたガイド１１４によって滑らかに行われるようになっている。またすくい上げポール１１０は、起立状態で径方向（矢印ｂ方向）に進退自在に設けられ、ウェハ１０４を回転するときは支持ポール１０５と干渉しないように後退して退避し、すくい上げ時は前進してすくい上げ支持ピン１１１が基板外周部１０４ｂに達するようになっている。そのために各すくい上げポール１１０は、ベース１０２に固定した、対応するエアシリンダ１１５に取り付けられている。
【０１１４】
本発明の基板退避機構は、上記ベース１０２と、すくい上げポール１１０と、すくい上げ支持ピン１１１と、エアシリンダ１１５と、モータ１１２から主に構成される。
【０１１５】
さらに、基板位置合せ装置１００には、基板支持ピン１０７に支持した５枚のウェハ１０４のノッチ１０４ａを検出する光学センサ１１６を有するセンサポール１１７が立設されている。センサポール１１７は、すくい上げポール１１０と同様に、径方向（矢印ｃ方向）に一定ストローク進退自在に設けられ、ウェハ１０４のノッチ１０４ａを検出するときは、前進して光学センサ１１６が基板外周部１０４ｂに非接触で近づき、検出しないときは支持ポール１０５と干渉しないように後退して退避するようになっている。
【０１１６】
ここで支持ポール１０５、すくい上げポール１１０、センサポール１１７の動的関係は、支持ポール１０５は回転自在であるけれども（すくい上げポール１１０が後退して支持ポール１０５と干渉しない限りにおいて）、進退や昇降はしないのに対し、すくい上げポール１１０は回転しないけれども、進退および昇降はする。そしてセンサポール１１７は進退のみが許されるようになっている。
【０１１７】
また相互の位置関係は、支持ポール１０５とすくい上げポール１１０は同心円状に配列され、支持ポール１０５の方はウェハ外周の円周上に略９０°、９０°１８０°間隔で配置されるのに対し、すくい上げポール１１０の方は、支持ポール１０５より一回り外側の円周上に略１２０°の等間隔で配置されるようになっている。図面斜め手前の１８０°開いた２本の支持ポール１０５間がウェハ１０４の投入・排出口となり、黒塗り矢印が進入方向であり、その逆がウェハ１０４の排出方向になる。センサポール１１７は、ターンテーブル１０３の回転軸を挟んで前記ウェハ１０４の投入・排出口のちょうど反対側に配置される。センサポール１１７を反対側に設けたのは、投入・排出の邪魔にならないようにするためである。５枚のウェハ１０４は横置き状態でウェハ移載機２５６（図３０）によって基板位置合せ装置１００に投入され、又は基板位置合せ装置１００から抜き出される。
【０１１８】
図３（ａ）に示すように、支持ポール１０５に突設した５本の基板支持ピン１０７のウェハ１０４を支持する支持部は、比較的テーパ角度の大きい第１テーパ部１１８を有する。第１テーパ部１１８の下部には、第１テーパ部１１８よりもテーパ角度の小さな第２テーパ部９９が連続して形成されている。
【０１１９】
第１テーパ部１１８の支持面はθ＝６０°の角度のテーパ面をもち、これを第１テーパ面とする。第２テーパ部９９の支持面はθ＝６．６°の角度のテーパ面をもち、これを第２テーパ面とする。第１テーパ面は、ウェハ１０４の自重によりウェハ１０４の偏心補正を行う。第２テーパ面はウェハ１０４を外周部で支持する。ウェハ１０４と基板支持ピン１０７を面で接触させるのではなく、点あるいは線で接触させてウェハ裏面へのパーティクル付着を防止する。第２テーパ面の適正角度は２°〜７°である。つまり、基板支持ピン１０７の第１テーパ部１１８はウェハ１０４の偏心補正を行うための偏心補正用テーパ部であり、第２テーパ部９９はウェハ１０４の外周部を支持するための支持テーパ部である。なお、ここで示したテーパ角度は、ほんの一例であり、基板の偏心補正又は外周保持を行えるものであれば、何度であっても構わない。また、テーパ部は基板の偏心補正および外周保持を同時に行えるものであれば、１つであっても構わない。
【０１２０】
また、図３（ｂ）に見られるように、すくい上げポール１１０のすくい上げ支持ピン１１１のウェハ１０４を支持するウェハ受載縁面１１９にもごく僅かではあるがテーパが付けられている。テーパにより点接触させて、すくい上げ時にウェハ裏面にパーティクルが付着するのを防止するためである。図３（ａ）の基板支持ピン１０７の第２テーパ部９９と同様に、テーパ面の適正角度は２°〜７°でよい。
【０１２１】
すくい上げポール１１０のすくい上げ支持ピン１１１にあっては、ノッチ合せ後（偏心補正後）のウェハ１０４が載るため、偏心補正の必要がなく、ウェハ裏面へのパーティクル付着防止のため、ウェハとの接触面積が低減するよう、上述したように僅かにテーパがついていればよい。
【０１２２】
図４は、すくい上げポール１１０とウェハ１０４との関係を示している。ベース１０２に固定したエアシリンダ１１５を動作させて、すくい上げポール１１０をウェハ１０４側（径方向内方側）へ進めた状態を示す。モータ１１２によりスライド機構１１３を介してベース１０２を上昇することによりすくい上げポール１１０は上昇するから、すくい上げ支持ピン１１１でウェハ１０４を垂直方向にすくい上げることができる。
【０１２３】
次に光学センサ１１６について説明する。図５は光学センサ１１６の発光素子１１６ａおよび受光素子１１６ｂとを取り付けたセンサポール１１７と、ウェハ１０４との関係を示す図であり、図５（ａ）はセンサポール１１７を退避させた状態図、図５（ｂ）はノッチ位置を検出するためにセンサポール１１７を進出させた状態図である。
【０１２４】
ノッチを検出するためには、台座１０１に固定された支持台１２１上に取り付けたエアシリンダ１２２を動作させて、退避位置にあるセンサポール１１７（図５（ａ））を矢印の方向へ移動させ、光学センサ１１６をウェハ１０４の外周部１０４ｂに送り込む（図５（ｂ））。この状態で、ウェハ１０４を一定角度だけ回転させると、ウェハ１０４の外周部１０４ｂは、発光素子１１６ａと受光素子１１６ｂの間隙１２３を通過するから、ノッチの有無を検知することができる。ノッチがどの角度位置にあるかは、モータ１０６の位置検出用エンコーダからの角度信号で検知できるようになっている。各ウェハ１０４のノッチ角度位置は図示しない記憶装置に記憶される。ノッチ角度位置を検知後、すくい上げ動作前に、センサポール１１７は後退して退避させる（図５（ａ））。センサが挿入されている状態では、ウェハをすくい上げる際、センサとウェハが干渉するので、これを回避するためである。
【０１２５】
図６を用いて光学センサ１１６によるノッチ検出の原理説明をする。図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は受光素子での受光量変化特性図である。
【０１２６】
光学センサ１１６は基板外周部１０４ｂより上方にある発光ダイオードなどからなる発光素子１１６ａと、基板外周部１０４ｂより下方にあるＣＣＤカメラなどからなる受光素子１１６ｂからなり、発光素子１１６ａからの光１２５を受光素子１１６ｂで受光し、その光量変化でノッチを検索する。ウェハ１０４を回転させると受光素子１１６ｂからの受光量は図６（ｂ）に示すように変化するが、ノッチ１０４ａに差し掛かると、それまで基板外周部１０４ｂによって遮られていた発光素子１１６ａからの光１２５がノッチ１０４ａを通過するので急激に受光量が増大する。この急激に受光量が増大する山がノッチ部となる。例えばウェハ１０４を回転させ、１周目で回転始点からノッチ１０４ａまでの距離、受光素子１１６ｂの受光量を調査し、２周目以降でノッチが受光素子１１６ｂ上に来たとき回転を止めることにより、ノッチの位置合せができる。
【０１２７】
つぎに上述した構成の基板位置合せ装置の動作について図７および図８を用いて説明する。図７はノッチ１０４ａを検出する際のウェハ１０４の挙動を説明する平面図、図８は５枚のウェハを一括してノッチ合せする場合に、ノッチ合せの終了したウェハ（ハッチングしたウェハ）１０４を順次すくい上げていく説明図である。
【０１２８】
図７（ａ）はウェハ投入時を示し、ウェハ移載機２５６でウェハ５枚を矢印ａの方向から基板位置合せ装置に一括投入し、投入されたウェハ１０４をウェハ支持ポール１０５の基板支持ピン１０７で支える。センサポール１１７は、支持ポール１０５の後方に配置してある。また、すくい上げポール１１０は後退させてウェハ１０４から遠ざけたところに退避させている。
【０１２９】
このとき基板支持ピン１０７で支持されるウェハ５枚のノッチ１０４ａの周方向の角度位置は、それぞれ光学センサ１１６の位置Ｂと回転中心Ｏを結んだラインの延長線ＡＯを挟んで角度θの範囲にあるとする。本装置ではθ＝６０°（±３０°）の範囲内にノッチ１０４ａがあることを前提としている。これは本装置で扱うウェハ１０４は洗浄工程を終えたものであり、洗浄時にノッチ１０４ａが多少ずれるものの、ノッチ１０４ａの位置は５枚のウェハ１０４で全くランダムということはなく、そのずれは一般に±３０°といわれており、そのずれをカバーするよう、本装置の可動範囲を６０°（±３０°）と設定したためである。なお、ここでは本装置の可動範囲を、洗浄工程でのノッチ１０４ａのずれに合わせて比較的狭い範囲に設定したが、実際に装置が動けるのは、ノッチ検出時においては、支持ポール１０５とセンサポール１１７が干渉しない程度の範囲であり、ノッチ合せ時においては、支持ポール１０５とすくい上げポール１１０が干渉しない程度の範囲であり、これは支持ポール１０５、すくい上げポール１１０、センサポール１１７の形状、寸法、幅位置等により決まる。
【０１３０】
前述した図７（ａ）の原点位置の状態から、モータ１０６でターンテーブル１０３を回転して支持ポール１０５を動かすことにより、ウェハ５枚を１８０°矢印のように反時計回りに回転させてノッチ検出開始位置である図７（ｂ）の状態にもっていく。なお回転方向はどちらでもよいので、時計回りに回転させてもよい。要は光学センサ１１６によるノッチ検出が可能となればよい。その結果、支持ポール１０５は同図（ｂ）のような位置へ来て、ノッチ１０４ａが光学センサ１１６に接近する。なお、すくい上げポール１１０は周方向の動きが固定されているから角度位置の変化はない。また光学センサ１１６も周方向の角度位置変化はない。この状態で光学センサ１１６をウェハ１０４の方向へ進入させると、光学センサ１１６は点線位置から実線位置へ来る。ここでモータ１０６を回転させ、各ウェハ１０４のノッチ１０４ａの角度位置を、一括して検索し、その検出情報である角度位置を記憶手段に記憶しておく。なお、角度位置はモータ１０６の位置検出用エンコーダからの角度信号で検知できるようになっている。
【０１３１】
次に、前記角度位置データをもとに、各ウェハ１０４のノッチ１０４ａを順次ラインＯＢ上に合せる動作を説明する。なお、ここではノッチ１０４ａをラインＯＢ上に合せる動作について述べるが、ノッチ１０４ａは任意の位置に合せることが可能である。
【０１３２】
１枚目のウェハ１０４のノッチ１０４ａが図７（ｂ）に見られるように、光学センサ１１６の左側にあるとすると、この角度位置データをもとにウェハ１０４を時計方向に回転させて、ラインＯＢの位置へノッチ１０４ａを合せ、モータ１０６の回転を停止させる。このようにして１枚目のノッチ位置合せを終了する。図８（ａ）は５枚のウェハ１０４の中の一番下のウェハ１０４（ハッチングで示す）のノッチをラインＯＢに合せた後、すくい上げポール１１０をウェハの径方向内方へ進入させ、すくい上げ支持ピン１１１を各ウェハ１０４の外周部１０４ｂの下方に滑り込ませた状態を示す。さらに図８（ｂ）に示すように、スライド機構１１３によりすくい上げ支持ピン１１１を上昇させて、ノッチ合せを終えた１枚目のウェハ１０４をすくい上げて、支持ポール１０５の基板支持ピン１０７から離す。
【０１３３】
次に、下から１枚目のウェハ１０４をすくい上げた状態で、支持ポール１０５を回転させ、下から２枚目のウェハ１０４のノッチ１０４ａを検出角度位置データに基づいてラインＯＢに合せる。２枚目のノッチ合せを終わったら、図８（ｃ）に示すようにすくい上げ支持ピン１１１により２枚目のウェハ１０４をすくい上げる。同様に３枚目、４枚目、５枚目というようにノッチ合せとすくい上げを順次繰り返す。図８（ｄ）は最後のウェハ１０４をすくい上げポール１１０のすくい上げ支持ピン１１１ですくい上げた状態を示す。このようにして全てのウェハ１０４を基板支持ピン１０７からすくい上げ支持ピン１１１へ移載する。以上の動作を終了した時点で、全てのウェハ１０４のノッチ１０４ａはラインＯＢの線上に来る。
【０１３４】
最初のウェハのノッチ合せを行うときは、すくい上げポール１１０は退避しているので、支持ポール１０５はすくい上げポール１１０と干渉せずにフリーに回転できる。しかし、すくい上げポール１１０をすくい上げ可能な位置にセット後、すくい上げた状態を保持して、次のウェハ１０４のノッチ合せを行っていくために、ウェハ１０４が回転できるのは、支持ポール１０５とすくい上げポール１１０とが干渉しない程度の範囲内（θ）に限定される。しかし、その範囲は、洗浄工程でのノッチのずれが±３０°であるため、少なくともそれをカバーできる範囲であることを要する。なお、すくい上げポール１１０をすくい上げ可能な位置にセットするタイミングについては、ノッチ位置検出後、１枚目のウェハのノッチ位置合せ動作を行う前であっても構わない。
【０１３５】
上述したようにノッチ合せの終わったウェハ１０４を１枚ずつ順次すくい上げていくためには、すくい上げポール１１０のすくい上げ支持ピン１１１のピッチＰ₁と支持ポール１０５の基板支持ピン１０７のピッチＰ₂とは、図８において、少なくとも下記のような関係になっている必要がある。
【０１３６】
Ｐ₁＜Ｐ₂ （１）
４Ｐ₁＞３Ｐ₂ （２）
ただし、式（２）はノッチ合せ対象ウェハが５枚の場合に成り立つ式である。ノッチ合せ対象ウェハがｎ枚の場合には、式（２）は次のようになる。
（ｎ−１）Ｐ₁＞（ｎ−２）Ｐ₂ （３）
実際に、Ｐ₁、Ｐ₂を決定するときは、更に、ウェハたわみ、ウェハ１０４とすくい上げ支持ピン１１１、基板支持ピン１０７との隙間についても考慮する必要がある。例えば、ウェハたわみ＝０．３とした場合において、図８（ａ）に示す最下段同士のすくい上げ支持ピン１１１と基板支持ピン１０７との隙間ΔＬ＝２ｍｍとしたとき、Ｐ₁＝１９ｍｍ、Ｐ₂＝２３ｍｍ、すくい上げピッチ＝４ｍｍとなる。この導出は後述する実施例で詳細に説明する。
【０１３７】
上述した一連の動作終了後は、３本の支持ポール１０５はノッチ合せ動作を繰り返したため、図７（ｂ）の位置から外れている。よって、ここでターンテーブル１０３を回転して支持ポール１０５を図７（ｂ）の位置状態に戻す。次に、すくい上げポール１１０を下降させて、５枚のウェハ１０４全てをすくい上げ支持ピン１１１から支持ポール１０５の基板支持ピン１０７へ戻す。戻した後、すくい上げポール１１０をウェハ１０４の外側へ退避させる。この状態で、支持ポール１０５を１８０°回転させると、支持ポール１０５は図７（ａ）の元の原点位置に戻る。ここでウェハ移載機２５６で５枚のウェハ１０４を一括して基板位置合せ装置１００から排出する。
【０１３８】
上述した説明は、基板支持ピン１０７で支持されるウェハ５枚のノッチ１０４ａの角度位置が、それぞれ光学センサ１１６の位置Ｂと回転中心Ｏを結んだラインの延長線ＡＯを挟んで角度θ＝６０°の範囲に限定されている場合を想定した。しかし、ノッチ１０４ａが所定角度θ範囲内にない場合もあり得るので、本方式を所定角度θ範囲内にない場合でもノッチ検出が行えるように汎用化する必要がある。さらにすくい上げポール１１０で任意のウェハ１０４をすくい上げている状態で、支持ポール１０５に支持されているウェハ１０４を回転させるには、支持ポール１０５とすくい上げポール１１０との干渉が生じるので、この干渉による制約も考慮する必要がある。
【０１３９】
この支持ポール１０５とすくい上げポール１１０との干渉の問題を図１０（ａ）を用いて説明する。各ウェハ１０４をすくい上げポール１１０に最終的に載せるときは、各ウェハ１０４のノッチ位置は、ノッチ合せ位置（光センサ位置）Ｓに来るようにしたい。このとき支持ポール１０５上にあるウェハ１０４のノッチ位置は、図１０（ａ）のθ＝６０°の範囲内になければ、ノッチ１０４ａをノッチ合せ位置Ｓに移動させることはできない。これは、本装置においては、ノッチ合せ動作を行う際にはウェハ周方向の可動範囲が制限されてしまうからである。ノッチ合せ動作においては、すくい上げポール１１０を図７（ｂ）に示す退避位置からウェハ径方向内方へ挿入し、図１０（ａ）に示すように、すくい上げ可能な位置にセットする必要がある。このため、支持ポール１０５のウェハ周方向の可動範囲は支持ポール１０５とすくい上げポール１１０とが干渉しない程度の範囲に制限されてしまう。なお、本装置においては、支持ポール１０５とすくい上げポール１１０間に十分に余裕を持たせるようにしてあり、少なくとも洗浄工程におけるノッチのずれ（±３０°）をカバーできるように可動範囲を決めている。
【０１４０】
上記問題を解決し、ノッチ１０４ａが所定角度θ範囲内にない場合にも対応できる装置について以下に説明する。まず本装置においてノッチを検索することが可能な領域、ノッチを検索することが不可能な領域について図１０（ｂ）を用いて説明する。ウェハ１０４は、略１８０°、９０°、９０°の間隔で配置された３本の支持ポール１０５で支持されている。ウェハ１０４のノッチ１０４ａを検索する場合、センサポール１１７を退避位置からウェハ径方向内方へ挿入し、図１０（ｂ）に示すように、ノッチ検索可能な位置にセットする必要がある。従って、ウェハ１０４には、センサポール１１７と支持ポール１０５とが干渉しない程度の範囲内でノッチ位置検索を行うことができる支持ポール１０５で囲まれた３つの検索可能領域Ｒ１〜Ｒ３と、センサポール１１７と支持ポール１０５とが干渉しないように可動範囲を制限したためにノッチ位置検索を行うことができなくなる支持ポール１０５近傍の３つの検索不可能領域Ｄ１〜Ｄ３とが形成される。ノッチ位置検索可能領域Ｒ１〜Ｒ３の範囲はそれぞれ１４８°、８１°、８１°である。なお、ここで示したノッチ位置検索可能領域の範囲はほんの一例であり、支持ポール１０５、センサポール１１７の幅、形状、両ポールの干渉を回避するための両ポール間のクリアランス等を変更することにより更に広くすることも可能である。
【０１４１】
次にノッチ合せ方法の概要について説明する。まず、ウェハ１０４の各１４８°、８１°、８１°の検索可能領域Ｒ１〜Ｒ３についてノッチ１０４ａ検索を行う。ノッチ１０４ａが見つからなければ、ノッチ１０４ａは検索不可能領域Ｄ１〜Ｄ３のどこかにあることになる。この場合、一旦全ウェハをすくい上げポール１１０によりすくい上げ、支持ポール１０５のみを所定角度回転させ、ウェハ１０４を支持ポール１０５上に戻す。この動作により、支持ポール１０５に対してノッチ位置をずらすことができ、ノッチ１０４ａは検索不可能領域から検索可能領域Ｒ１〜Ｒ３のいずれかに入る。その後、再度検索可能領域Ｒ１〜Ｒ３を検索する。全ウェハ１０４のノッチ検出後、ノッチ１０４ａを所定位置に合せる動作に入る。まずノッチ位置がθ範囲内にあるかどうか判断する。なお、この判断は、検出し記億したノッチ１０４ａの角度位置データにより行う。θ範囲内にあれば、そのままノッチ１０４ａがノッチ合せ位置Ｓに来るようにウェハ１０４を回転させ、すくい上げポール１０７に載せる。θ範囲内になければ、可動範囲の関係上、一度の回転ではノッチ１０４ａをノッチ合わせ位置Ｓに移動させることができないので、少しずつノッチ位置をずらしていく。具休的には、一旦ウェハ１０４をすくい上げ、支持ポール１０５をノッチ位置を移動させる方向とは反対方向に所要角度回転させ、ウェハ１０４を支持ポール１０５に戻し、支持ポール１０５をノッチ位置がノッチ合せ位置Ｓに近づくよう所要角度回転させることによりノッチ位置をずらす。これを繰り返すことにより、ノッチ位置はθ範囲内に入るのでノッチ１０４ａをノッチ合せ位置Ｓに合せることができる。なお、その際、ノッチ１０４ａが最短経路となる方向に移動するようにする。すなわち、図１０（ａ）においては、ノッチ１０４ａが右半分側にあれば時計方向に、左半分側にあれば、時計と反対方向にノッチ１０４ａを移動させる。本図の場合は、ノッチ１０４ａは左半分側にあるので、時計と反対方向に移動させることとなる。なお、前記最短経路の選択は、記億した角度位置データにより行われる。
【０１４２】
図９は上述したノッチ合せを行う機構を制御する制御部のブロック図を示す。制御部は、制御回路１５０とドライバ１５１、１５２、電磁弁１５３、１５４とから構成され、次の機能を持つ。
【０１４３】
複数のウェハを一括回転させて各ウェハのノッチを検出するために基板支持機構のモータ１０６の回転を制御し、
（ａ）各ウェハのノッチの検出値に基づいてウェハの位置合せ（ノッチ合せ）を１枚ずつ行うために基板支持機構のモータ１０６の回転を制御し、
（ｂ）１枚のウェハ１０４の位置合せが終了すると個別位置合せ終了信号を出力し、
（ｃ）個別位置合せ終了信号に基づいて、位置合せの終わったウェハ１０４を１枚ずつ基板支持機構から順次退避させるために基板退避機構のモータ１１２、スライド機構１１３、エアシリンダ１１５を制御し、
（ｄ）位置合せの終わったウェハ１０４の退避後に、残りのウェハ１０４について（ａ）〜（ｃ）の制御を行い、
（ｅ）全ウェハの位置合せが終了すると全位置合せ終了信号を出力し、
（ｆ）全位置合せ終了信号に基づいて、位置合せ済みの全基板は基板退避機構により退避したままの状態で基板支持機構をノッチ検出を行う前の初期の状態に戻すよう基板支持機構のモータ１０６の回転を制御し、
（ｇ）退避させていた複数の位置合せ済みの全ウェハを基板支持機構に戻すために基板退避機構のモータ１１２、スライド機構１１３、エアシリンダ１１５を制御する。
【０１４４】
上記制御部に基づく上述した一連の詳細な流れを図１１〜図１３のフローに示す。
【０１４５】
ウェハ移載機２５６により５枚のウェハ１０４を基板位置合せ装置１００に一括投入して、３本の支持ポール１０５上に移載する（ステップ２０１）。移載後、ノッチ検出するために支持ポール１０５をノッチ検出開始位置まで１８０°回転させて、図７（ａ）の状態から図７（ｂ）の状態にする（ステップ２０２）。センサポール１１７を進出させて光学センサ１１６をノッチ検出可能な位置へ挿入する（ステップ２０３）。ここまでがノッチ検出準備である。
【０１４６】
次に検索可能領域についてのノッチ検出動作に入る。即ち、ウェハ１０４の支持ポール１０５間の角度１４８°の範囲（第１領域Ｒ１）に対し５枚一括でノッチ１０４ａを検索する（ステップ２０４）。ノッチ検索後、センサポール１１７を後退させてセンサ１１６を抜く（ステップ２０５）。これは他の領域の検索に移る際の支持ポール１０５との干渉や、ウェハ１０４をすくい上げる際のウェハ１０４との干渉を避けるためである。
【０１４７】
ここで、全ウェハ１０４のノッチ１０４ａが検出されたか否かを判断する（ステップ２０６）。検出された場合は、ステップ２１３に進み、すくい上げポール１０７をすくい上げ可能位置に挿入する。検出されなかった場合は、ステップ２０７に進み、ウェハの次の角度８１°の領域（第２領域Ｒ２）についてのノッチ検出動作を行う。全ウェハ１０４のノッチ１０４ａが検出されたか判断する（ステップ２０８）。検出された場合は、前述したステップ２１３に進む。検出されない場合は、さらにステップ２０９に進み、ウェハ１０４の残りの角度８１°の領域（第３領域Ｒ３）についてのノッチ検出動作を行う。
【０１４８】
全ウェハのノッチが検出されたか判断する（ステップ２１０）。検出された場合は、前述したステップ２１３に進む。検出されない場合は、前述した３つのうちのいずれかの検索不可能領域Ｄ１〜Ｄ３にノッチ１０４ａが存在するとしてステップ２１１に進み、すくい上げポール１１０をすくい上げ可能位置に挿入する。そして検索不可能領域Ｄ１〜Ｄ３にあるノッチ１０４ａが検索可能領域Ｒ１〜Ｒ３に入るよう支持ポールに対しノッチ位置をずらす（ステップ２１２）。このようにして検索不可能領域に存在していたノッチ１０４ａを検索可能領域に移してから、ステップ２０３に戻り、前述した一連の検索可能領域についてのノッチ検出動作（ステップ２０３〜２１０）を再度行う。以上の動作により全ウェハ１０４のノッチ１０４ａを検出することができる。
【０１４９】
全てのウェハ１０４のノッチ位置が検出されると、前述したようにすくい上げポール１１０をすくい上げ可能位置へ挿入するが（ステップ２１３）、このステップ２１３の処理後、ノッチ合せ及びすくい上げ動作を行わせるためにステップ２１４に進む。ここで、すくい上げ動作が終わっていないウェハ１０４であって一番下の段にあるウェハ１０４のノッチ位置がθ（６０°）範囲内にあるか否かを判断する（ステップ２１４）。なお、この判断は記憶したノッチの角度位置データにより行う。θ範囲内にない場合は、支持ポールに対するノッチ１０４ａの相対位置を所要量ずつずらしてノッチ１０４ａをθ範囲内の領域に入れる処理を行い（ステップ２１８）、前述のステップ２１４に戻す。
【０１５０】
θ範囲内にある場合は、すくい上げ動作が終わっていないウェハ１０４であって、一番下の段にあるウェハ１０４のノッチ位置が最終的に揃えたいノッチの位置Ｓになるよう支持ポール１０５を回転する（ステップ２１５）。そしてノッチ合せ後のウェハ１０４をすくい上げる（ステップ２１６）。ついで、すくい上げが終了していないウェハ１０４があるか判断する（ステップ２１７）。終了していないウェハ１０４がある場合は、前述したステップ２１４に戻り、全ウェハのすくい上げが終了するまで上記ステップ２１４〜２１７を繰り返す。
【０１５１】
全てのウェハ１０４のすくい上げが終了したらステップ２１９に進み、ここですくい上げポール１１０によりウェハ１０４をすくい上げたままの状態で、ノッチ検出開始位置（図７（ｂ）の状態）となるよう支持ポール１０５を回転させる。その後、すくい上げポール１１０上のウェハ１０４を支持ポール１０５上に載せ（ステップ２２０）、すくい上げポール１１０を退避させる（ステップ２２１）。そして支持ポール１０５を原点位置に回転させて図７（ａ）の位置に戻す（ステップ２２２）。最後にウェハ移載機２５６によりウェハ払出しを行う（ステップ２２３）。
【０１５２】
ここで図１３を用いて前述した個別処理ステップ２０７、２０９、２１２、２１８の詳細を説明する。
（ａ）ステップ２０７（第２領域についてのノッチ検出動作）
ウェハ１０４の第２領域が検索可能となるよう支持ポール１０５を所要量回転させる（ステップ２０７１）。光学センサ１１６を挿入して（ステップ２０７２）、ウェハ１０４の支持ポール１０５間にある８１°の範囲に対して未検出のウェハについてのみノッチ１０４ａを検索する（ステップ２０７３）。検索後、光学センサ１１６を後退させる（ステップ２０７４）。
【０１５３】
（ｂ）ステップ２０９（第３領域についてのノッチ検出動作）
ウェハ１０４の残りの第３領域が検索可能となるよう支持ポール１０５を所要量回転させる（ステップ２０９１）。光学センサ１１６を挿入して（ステップ２０９２）、ウェハ１０４の支持ポール１０５間にある８１°の範囲に対して未検出のウェハについてのみノッチ１０４ａを検索する（ステップ２０９３）。検索後、光学センサ１１６を後退させる（ステップ２０９４）。
【０１５４】
（ｃ）ステップ２１２（検出不可能領域にあるノッチを、検索可能領域に入るようにノッチ位置をずらす動作）
支持ポール１０５上のウェハ１０４をすくい上げポール１１０によりすくい上げる（ステップ２１２１）。その後、ノッチ１０４ａが検索不可能領域から検索可能領域（１４８°、８１°、８１°）に入るように支持ポール１０５を所定量回転させる。この際、ノッチ検出済みウェハについては、ここで回転させた分を、検出したノッチ位置データに反映させるようデータを修正する。具体的には検出したノッチ位置データに回転した分を加える（ステップ２１２２）。支持ポール１０５を回転させる前記所定量は、（３６０°−（１４８°＋８１°＋８１°））／３＝１６．７°以上である。所定量回転させた後、すくい上げポール１１０を下げてウェハ１０４を支持ポール１０５上に戻し、すくい上げポール１１０を後退させる（ステップ２１２３）。
【０１５５】
（ｄ）ステップ２１８（ウェハのノッチをθ範囲内の領域に入れる動作）
支持ポール１０５上のすくい上げ動作が終わっていないウェハ１０４であって一番下の段にあるウェハ１０４をすくい上げポール１１０によりすくい上げて退避させる（ステップ２１８１）。支持ポール１０５をノッチ１０４ａを移動させる方向と反対の方向に所要量回転させ（ステップ２１８２）、すくい上げポール１１０を下げて前のステップですくい上げたウェハを支持ポール上に戻す（ステップ２１８３）。その後、支持ポール１０５をノッチ１０４ａが、ノッチ位置からノッチ合せ位置までの最短経路となる方向に（時計方向もしくは時計と反対方向に）に回転させる（ステップ２１８１）。なお、前述の通り前記最短経路は、記憶しているノッチ１０４ａの角度位置データにより決められる。すなわち、図１０（ａ）においては、ノッチ１０４ａが、左半分側にある場合は時計と反対方向に、右半分側にあれば時計方向に回転させる。この後、ステップ２１４に戻り、ノッチ位置がθ範囲内にあるかどうか判断する。なければ再度ステップ２１８１〜２１８４を行い、ノッチ位置がθ範囲内に入るまでこのステップを繰り返す。
【０１５６】
図１４に、ステップ２１４〜２１８において、ノッチ位置検出を終えたウェハ１０４を所要量づつ回転させ、ラインＯＢ（図７参照）上にノッチ１０４ａを合せる様子を示す。図中の点線は、支持ポール１０５の回転推移を表している。また、図中の一点鎖線はノッチ１０４ａとウェハ中心を通る直線であり、ウェハ１０４の回転推移を表わしている。なお、ウェハ１０４に点線や、一点鎖線で直径を引いたのは支持ポールに対するウェハの回転推移を分かり易く説明するためである。また、実際に本動作を行う場合、すくい上げポール１１０はウェハ径方向内方に挿入されているが、動作を分かり易く示すため、すくい上げポール１１０は退避した状態で描いている。
【０１５７】
すべてのウェハ１０４のノッチ位置検出後、ノッチ合せを行うウェハ１０４（すくい上げ動作が終わっていないウェハ１０４であって、一番下の段にあるウェハ１０４）のノッチ位置がθ範囲内にあるかどうかを、記憶した角度位置データより判断する。θ範囲内にない場合は、ラインＡＢ（図７参照）の右側にあるか左側にあるかを、記憶した角度位置データより判断する。右側にある場合はウェハ１０４を時計と反対方向に、左側にある場合はウェハ１０４を時計方向に所要量ずつ回転させ、ノッチ１０４ａをラインＯＢ上に移動させる際、最短経路をとるようにする。
【０１５８】
初期状態（ノッチ検出後ノッチ合せ前の状態）で、ウェハ１０４のノッチ位置が左下にあるとする（図１４（ａ））。この場合、ノッチ１０４ａがθ範囲内になく、ラインＡＢの左側にあるため、ウェハ１０４はノッチ１０４ａが最短経路でラインＯＢ上に移動するよう時計方向に所要量ずつ回転させることになる。一旦ウェハ１０４をすくい上げて支持ポール１０５のみをノッチ１０４ａを移動させる方向と反対の方向である反時計方向に所要量回転させる。したがってこの動作ではウェハ１０４のノッチ位置は動かない（図１４（ｂ））。ウェハ１０４を支持ポール１０５に戻して、支持ポール１０５を、すなわちウェハ１０４を時計方向に所容量回転させる。これによりノッチ位置は所要量時計方向に動く（図１４（ｃ））。再度ウェハ１０４をすくい上げて支持ポール１０５をノッチ１０４ａを移動させる方向と反対の方向である時計と反対方向に所要量回転させる（図１４（ｄ））。ウェハ１０４を支持ポール１０５に戻してウェハ１０４を時計方向に回転する。これによりさらにノッチ位置は右回りに動く（図１４（ｅ））。このようにして、ノッチ位置をθ範囲内に入るようずらし、最終的にラインＯＢ上に合せる。
【０１５９】
なお、これまでの説明では、まず一旦ウェハ１０４をすくい上げ、ノッチをずらす方向と反対の方向に支持ポール１０５のみを所要量回転させる動作を行っているが、この動作の前にウェハ１０４を載せた状態で支持ポール１０５をノッチ位置がラインＯＢ上までの最短経路となる方向に回転させる動作を行うようにしてもよい。
【０１６０】
第１実施形態のものは、ウェハ毎に必要となるウェハ載置用のターンテーブルを排し、その代りに支持ポール１０５を設けてウェハを支持するとともに、すくい上げポールを設けてノッチ合せ済みのウェハを退避できるようにしたので、一括して複数枚のウェハノッチ合せができる。また、ノッチ合せの際、基板外周部１０４ｂをテーパ部９９で支持することにより、線接触状態ないし点接触状態で支持することになるので接触面積が少なく、ウェハ裏面を真空吸着するものに比べてパーティクルの発生を低減し、しかも支持されているのは基板外周部１０４ｂなので、ウェハ裏面へのパーティクル付着が大幅に低減できる。
【０１６１】
しかしながら上述した第１の実施形態の基板位置合せ装置でも、なお操作が複雑で、位置合せ速度もそれほど速くはない。また、モータ１０６などの駆動部をウェハ１０４の下方に設置したことにより、装置高が高くなるという問題もある。そこで次に説明する第２実施形態のものは、個別ターンテーブル方式を導入することにより上述した問題の解決を図っている。
【０１６２】
第２の実施の形態（図１５〜図１８）
これは、複数枚のウェハのノッチをウェハにほとんど接触せずに、ウェハの枚数に応じた５個のモータを用意して、５枚一括で検出することが可能な基板位置合せ装置である。
【０１６３】
図１５に示すように、基板位置合せ装置は、上板３０１を含めて５段の棚３０１〜３０５と下板３０６をもつ箱体３００を備え、箱体３００の前面２面が開放されて開架式となっている。５つの棚３０１〜３０５の上面には、回転中心を一致させたターンテーブル３０７がそれぞれ取り付けられて、５枚のウェハのノッチを検出できるようになっている。各ターンテーブル３０７は独立して回転駆動できるようになっており、その駆動機構にはタイミングベルト３０８とモータ３０９が使用されている。各モータ３０９はターンテーブル３０７の下ではなく、サイドに設けられる。各棚３０１〜３０５はターンテーブル３０７の取付板としての機能に加えて、発生したパーティクルが下段のウェハ表面に付着するのを防止する防止板としての機能も有する。また、各棚３０１〜３０５の前面コーナ部がカットされ、そこがウェハ１０４の投入・排出口となる。
【０１６４】
なお、各モータ３０９の取付け状況は、図示例では、棚３０１〜３０５の表裏面、又は箱体３００の左右というように分散配置されているが、これはモータ長があるので、最小スペースに納まるように配置するためである。ここでは各ターンテーブルの間隔を３０ｍｍ以内に納めている。
【０１６５】
各ターンテーブル３０７の表面の外周部には、ウェハの外周部を支持できるように３つの支持ピン３１０が、ほぼ１２０°間隔に分散配置されて取り付けられている。また、ウェハ投入口と反対側の各棚３０１〜３０５の奥に光学センサ３１１が取り付けられ、支持ピン３１０に支持された５枚のウェハのノッチをそれぞれ検出できるようになっている。
【０１６６】
図１６はターンテーブル３０７の駆動機構の詳細を示した側面図であり、図１６（ａ）はモータ３０９をターンテーブル３０７のサイドに設けるようにした実施形態（最上段に相当）によるものであり、図１６（ｂ）はターンテーブル３０７の真下にモータ３０９を設けた場合を想定した比較図である。ただし図１６（ｂ）は比較の便宜のために上下を逆にしている。
【０１６７】
図１６（ａ）に示すように、ターンテーブル３０７の回転軸３１４にプーリ３１３を噛ます一方、モータ３０９の駆動軸３１５にもプーリ３１２を噛まして、プーリ３１２、３１３間にタイミングベルト３０８を張設している。タイミングベルト３０８はターンテーブル３０７と棚３０１との間隙に沿わせる。ターンテーブル３０７のサイドにモータ３０９を設けて、回転軸３１４と駆動軸３１５とを並列にならべると、駆動軸３１５を含めたモータ３０９の高さ（厚み）の一部がターンテーブル３０７の厚みに吸収されること、駆動軸３１５と回転軸３１４とを直列接続しないでもよいことが起因して、装置高Ｌａが低くなり装置の小形化が可能となる。これに対して、図１６（ｂ）のようにターンテーブル３０７の下にモータ３０９があると、モータ３０９の駆動軸３１５とターンテーブル３０７の回転軸３１４との接続長、及びモータ３０９の高さがそのまま部品の高さとして突出するので、装置高Ｌｂが高くなり、装置が大型化する。
【０１６８】
図１７に前記光学センサ３１１と支持ピン３１０の詳細を示す。光学センサ３１１は断面コ字形をしており、断面コ字形の開口部３１６にウェハ１０４の外周部１０４ｂを受け入れるようになっている。コ字形上部に発光部３１１ａを下部に受光部３１１ｂを備え、ノッチが開口部３１６に来て受光部３１１ｂでの受光量が変化したときノッチ位置を検出できるようになっている。
【０１６９】
ターンテーブル３０７の径はこれに載置されるウェハ１０４の径よりも若干小さく、支持ピン３１０がターンテーブル３０７の外周部から径方向外方に飛出してウェハ１０４の外周部１０４ｂを支持するようになっている。このようにウェハ１０４の外周部１０４ｂを支持する支持ピン３１０を形成することによって、支持ピン３１０と光学センサ３１１は干渉しないようになっているので、ウェハ１０４を制約なしに回転でき、ノッチ位置合せを容易かつ高速に行うことができる。
【０１７０】
各支持ピン３１０のウェハ１０４を支持する支持面は、テーパ部３１７となっており、これによりウェハ中心とターンテーブル３０７の回転中心とを容易に合せて、ウェハ１０４の偏心を自動補正することができ、かつテーパ部３１７で基板外周部１０４ｂを支持することによりウェハ裏面へのパーティクルの付着を防止している。
【０１７１】
また図示するように支持ピン３１０は略Ｌ字形をしており、屈曲部３１８を下にして横倒しした格好でターンテーブル３０７の外周部に取り付けられている。そのＬ字形の屈曲部３１８の凹みが光学センサ３１１の突出した受光部３１１ｂの逃げ部となっている。このような逃げ部を形成すると、発光部３１１ａと受光部３１１ｂの対向距離を短くできるので、装置の小形化が図れる。
【０１７２】
なお上記逃げ部は必須ではない。裏面側にセンサ用逃げ部はなくても、光学センサ３１１の発光部３１１ａと受光部３１１ｂとの間に支持ピン３１０があり、該支持ピン３１０が干渉していなければよい。
【０１７３】
次に上述した構成をもつ５枚一括基板位置合せ装置の動作手順を図１８のフローを用いて説明する。
【０１７４】
５枚一括ウェハ移載機で基板位置合せ装置に５枚のウェハ１０４を投入し、各ターンテーブル３０７に移載する（ステップ４０１、４０２）。各ターンテーブル３０７を独立に回転させ、各光学センサ３１１によりノッチを検出し（ステップ４０３）、ノッチを所定の位置に合せる（ステップ４０４）。５段全てのターンテーブル３０７のノッチ合せが終了したら、ウェハ移載機によりウェハ１０４を基板位置合せ装置から搬出する。上記したノッチ合せのやり方は、ウェハを回転させ、１周目でノッチを検出するが、検出した時点で減速し、回転を止め、行き過ぎた分を戻すように制御する。一見すると、ノッチを検出すると同時に合せるという動作になる。
【０１７５】
このように第２の実施形態は、ターンテーブル３０７に設けた支持ピン３１０のテーパ部３１７でウェハ１０４の外周部１０４ｂを支持し、ウェハ１０４を回転させ、ウェハ１０４のノッチ１０４ａを非接触で検出し、整列させるものであるから、パーティクルの発生を低減することができ、ウェハ裏面へのパーティクル付着を有効に防止できる。また、ターンテーブル３０７を回転させるモータ３０９は、ターンテーブル３０７毎に設けられ、それぞれ独立して動作するので、ノッチ位置が不揃いでもその整列のために他のウェハに拘束されることなく、個別的に対応できる。また、モータ３０９はウェハ１０４の真下に配置せずに、ターンテーブル３０７のサイドに設けてタイミングベルト３０８を用いてターンテーブル３０７へ駆動力を伝達するようにしたので、装置高を低くできる。このように比較的構造が単純で、回転に制約がなく、一括整列のため、ノッチ位置検出速度が非常に速い。
【０１７６】
しかしながらこの第２の実施の形態の場合でも、支持ピン３１０上にノッチが重なった場合や、ノッチ合せ後にツィーザ投入位置に支持ピン３１０が来る場合に次のような問題がある。例えば、図１９に示すように、ノッチ位置に支持ピン３１０が重なってしまうと、支持ピン３１０が光学センサの光路を塞いでしまうのでノッチ位置が検出できなくなる。また、図２０に示すように、ノッチ合せのためにターンテーブル３０７を回転させたために、支持ピン３１０の位置がずれて、支持ピン３１０がウェハ移載機２５６のツィーザ２５７の進入位置に来て進入の障害になることがある。そのような場合には、ターンテーブル３０７の原点出しを行って、ツィーザ２５７の進入を可能にする必要があるが、そうすると折角ノッチ合せをしたのにノッチの整列が乱れてしまうという問題が生じる。
【０１７７】
そこで次に述べる第３の実施形態は、上述したような場合は、全てのウェハをすくい上げて退避させ、ターンテーブルを所定量回転させて支持ピンの位置をずらすことにより上述した問題の解決を図っている。このすくい上げ機構は第１の実施形態の考え方を取り入れている。
【０１７８】
第３の実施の形態（図２１〜図２９）
これはウェハのノッチがターンテーブルの支持ピンと重なった場合でも、ノッチを整列することが可能な基板位置合せ装置である。
【０１７９】
図２１に示す基本構成は、図１５に示す第２の実施の形態の基板位置合せ装置と同じである。異なる点は、第１の実施の形態で採用したウェハをすくい上げて退避させる基板退避機構を設けて、ノッチと支持ピンが重なった場合に、一旦ウェハをすくい上げて退避させ、その間ターンテーブルのみをずらし、ずらしたターンテーブルに再度ウェハを載置することにより、支持ピンとの重なりを防ぐようにした点である。また、位置合せ後に支持ピンがツィーザの進入路を塞ぐことになった場合でも、同様にターンテーブルのみをずらし、ツィーザの進入路を解放するようにした点である。
【０１８０】
５段積みのターンテーブル３０７の外周に昇降自在に設けられた３本のすくい上げポール３２１が立設されている。その立設方向はターンテーブル３０７の回転軸と平行になっている。すくい上げポール３２１には、長さ方向に一定ピッチでウェハの外周部を支持してウェハをすくい上げるすくい上げ支持ピン３２２が回転中心に向かって腕状に突設されている。図２１では、すくい上げ支持ピン３２２はターンテーブル３０７に設けた支持ピン３１０と重なる場合を描いてある。すくい上げ支持ピン３２２のウェハ支持面は、第１の実施形態と同様に僅かにテーパ角を付けたウェハ受載縁面としている。
【０１８１】
３本のすくい上げポール３２１は、各棚３０１〜３０５を貫通して、最下段の棚３０５の下と下板３０６との間に形成される空間に設けられたベース３２３に一体的に取り付けられる。ベース３２３はエアシリンダ３２４によって昇降移動するようになっている。すくい上げポール３２１は、昇降するだけで回転も進退もしない。このすくい上げポール３２１の上昇により、すくい上げ支持ピン３２２が基板外周部に係止して基板支持ピン３１０からウェハをすくい上げるようになっている。すくい上げられたウェハはすくい上げポール３２１の下降により基板支持ピン３１０に戻されるようになっている。
【０１８２】
ターンテーブル３０７を回転させる各モータ３０９の取付け状況は、第２の実施形態でも説明した通りであるが、ここでは、それとはまた別のモータ配置、取付け状況について説明する。より詳しく説明すると、図２２（ａ）のようになっている。投入時にウェハ１０４とモータ３０９が干渉するためラインＺより矢印側にモータ３０９を配置できない。図２２（ｂ）のように、各棚３０１〜３０５同士の間隔、すなわち各ターンテーブル３０７同士の間隔は、移載機２５６のピッチ変更機構の制約により３０ｍｍ以内にする必要がある。上の段のモータ（２段目のモータ▲２▼）３０９と下の段のモータ（４段目のモータ▲４▼）３０９の軸を揃えようとすると、モータ同士が干渉し３０ｍｍ以内に納めることができないため、モータ位置を互いにずれた配置としてある（図２２（ａ））。モータ３０９が角の方にあるのは、ターンテーブル３０７の中心とモータ軸の間をつなぐタイミングベルト３０８が入るよう距離を取るためである。奇数段目と偶数段目のモータ３０９が左右に分けて配置してあるのも各段が３０ｍｍ以内に納まるように、モータ同士が干渉しないようにするためである。
【０１８３】
図２３は図２１の基板位置合せ装置の詳細な説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は最下段の縦断面図を示す。図２３（ａ）に示す支持ピン位置センサ３２５は、ターンテーブル３０７の原点出しに使用されるセンサであって、このセンサ信号でターンテーブル３０７の原点出しを行って後述するように、ターンテーブル３０７上の支持ピン３１０とツィーザとの干渉を防ぐことができる。また、図２３（ｂ）に示すように、すくい上げシリンダ３２４はベース３２３を駆動させることにより、すくい上げポール３２１を昇降させるようになっているが、シリンダ３２４の昇降ロッド３２６と並行してガイド３２７が設けられ、このガイド３２７によって昇降移動は滑らかに行われるようになっている。
図２４に示すように、第３の実施形態のすくい上げポール３２１は、長さ方向に等間隔にすくい上げ支持ピン３２２が設けられ、ウェハ１０４をすくい上げるときは、５枚一括してすくい上げるようになっている。なお、すくい上げ支持ピン３２２のウェハ支持面は第１の実施形態と同様に、わずかにテーパ角を付けたウェハ受載面となっており、ウェハ外周を支持するようになっている。
【０１８４】
さて上述した構成において、図２５〜図２８を用いて、支持ピン３１０の上にウェハ１０４のノッチが重なって置かれてノッチ位置が検出できない場合も含めたノッチ合せ動作を説明する。
【０１８５】
図２７に示すように、５枚一括ウェハ移載機で基板位置合せ装置に５枚のウェハ１０４を投入し、各ターンテーブル３０７に移載する（ステップ５０１、５０２）。移載後、ターンテーブル３０７を回転してノッチ１０４ａを検出する（ステップ５０３）。ノッチ検出後、ノッチ１０４ａが検出されたウェハ１０４について並列にノッチ合せを行う（ステップ５０４）。なお、本実施形態においては第２実施形態と同様、ノッチ１０４ａを検出した時点でターンテーブル３０７を減速し、回転を止め、行き過ぎた分を戻すような制御を行うため、ノッチ１０４ａが検出されたウェハ１０４については、一見するとノッチ１０４ａを検出すると同時にノッチ１０４ａを合せるという動作になる。その後、全ウェハ１０４のノッチ１０４ａが検出されたかを判断する（ステップ５０５）。ここで、全ウェハ１０４のノッチ１０４ａが検出された場合、この時点で全ウェハ１０４のノッチ合せが終了したことになりステップ５０９に飛ぶ。全ウェハ１０４のノッチ１０４ａが検出されなかった場合、ターンテーブル３０７の支持ピン３１０とノッチ１０４ａが重なつているウェハ１０４があるということなので、そのウェハ１０４について、その重なりを解消する動作を行う。まず、エアシリンダ３２４の動作により、すくい上げポール３２１を上昇させて、ターンテーブル３０７の支持ピン３１０に支持されている全てのウェハ１０４（図２５（ａ））をすくい上げポール３２１により、一旦すくい上げて退避させる（図２５（ｂ）、（ステップ５０６））。
【０１８６】
全ウェハ１０４を退避させている間に、ノッチ１０４ａが検出されなかったウェハ１０４のターンテーブル３０７の支持ピン３１０を所定量回転させターンテーブル３０７を停止する（ステップ５０７）。図２６に示すように、ターンテーブル停止時は支持ピン３１０とすくい上げ支持ピン３２２とは角度δだけずれた位置で停止するようにしてある。したがって支持ピン３１０とノッチの重なりを解消することができる。この状態で、エアシリンダ３２４を逆動作して、すくい上げポール３２１を降下させ（ステップ５０８）、ウェハ１０４を支持ピン３１０に移載する（図２５（ａ））。これによりノッチ位置が検出できるようになる。
【０１８７】
支持ピン３１０とノッチ１０４ａの重なりが解消され、ノッチ１０４ａが検出できるようになると、ステツプ５０３に戻り、ノッチ１０４ａが検出されなかったウェハ１０４について、前述した一連のノッチ検出、ノッチ合せ動作を再度行う（ステップ５０３〜５０５）。以上の動作により全ウェハ１０４のノッチ合せを行うことができる。
【０１８８】
全ウェハのノッチ合せ後、全ウェハ１０４を退避させ（ステップ５０９）、退避中に各ターンテーブル３０７をそれぞれ所要量回転して全ターンテーブルの原点戻しを行う（ステップ５１０）。この原点戻しは、次回のノッチ合せを行える状態にするためにも、ツィーザ搬入位置に支持ピンが有る無しにかかわらず、ノッチ合せ後に毎回必ず行う。その後ウェハをターンテーブル３０７上に戻す（ステップ５１１）。そしてウェハ１０４をウェハ移載機を使用して円滑に排出する（ステップ５２２）。
【０１８９】
以上述べたように、ウェハ移載機によってフープから取り出したウェハ１０４のノッチが、基板位置合せ装置の支持ピン上に重なって置かれた場合でも、基板退避機構を有する基板位置合せにより、一定の位置にノッチを整列させることができる。また、全ウェハのノッチ合せ終了後、ターンテーブルの支持ピン位置がツィーザの進入経路にあった場合でも、すくい上げ機構により、全ウェハを、一旦、持ち上げ、その間に何も載っていないターンテーブルを、所要量だけ回転させて、原点戻しをする。その後、ウェハ持ち上げ機構を下降させ、原点合せがなされたターンテーブル上に再びウェハを載置するので、ツィーザの進入の障害がなくなる。
【０１９０】
なお、第３の実施形態では、ノッチが基板支持ピン上に重なってノッチを検出できない場合、基板退避機構を用いて重なりを解消するようにしているが、図２９に示すように、重なったままでも、支持ピン３３０を光学センサの光に対して透明な材料で形成すれば、基板退避機構を用いずにノッチを検出することができる。ノッチ１０４ａが支持ピン３３０上に重なっていても支持ピン３３０が透明であるため、光を遮ることなく、ノッチ１０４ａを検出することができる。支持ピン３３０の材質は石英ガラス等がよい。支持ピン３３０を透明な材質にすることの利点は、ノッチ１０４ａと支持ピン３３０が重なったときでも、ノッチ１０４ａを検出することが可能となり、再度ノッチを検出するといった動作がいらなくなるため、ノッチ検出時間の短縮ができる点である。ただし、この場合にも、ターンテーブル３０７上の支持ピン３３０と基板位置合せ装置内に進入してくる移載機ツィーザとの干渉の問題があるので、基板退避機構は必要である。
【０１９１】
上述した第１実施形態は原則としてノッチ位置が所定角度θ範囲内にあることを前提としているが、第２および第３実施形態は、そのような制約がなく、ノッチがどこにあっても検出可能である。なお、第２および第３実施形態の制御部のフローについては説明したが、制御ブロック図は省略した。制御ブロックは、基本的には第１実施の形態（図９参照）と同様に構成する。
【０１９２】
第１の実施形態は、ノッチ位置を検出し、検出したノッチの角度位置データに基づいて、一枚ずつ、順次ノッチを所定位置に合せるものであるが、これのノッチ合せ時間は３６秒／５枚（７．２秒／枚）であった。また、ノッチ位置を検出し、検出したノッチの角度位置データに基づいて、ノッチを一括して所定位置に合せる第２、第３の実施形態では、１９秒／５枚（３．８秒／枚）とさらに好い成績を示した。ただし、第３の実施形態での上記値は、ノッチと支持ピンとの重なりがない場合、もしくは、支持ピン３３０が透明な材料により構成されている場合であって、ノッチ１０４ａと支持ピン３３０が重なったときの最短時間である。透明材料でない場合であって、ノッチと支持ピンとの重なりがあるときは、３０＋α秒／５枚（６＋α′／枚）となる。なお、上記ノッチ合せ時間は本装置を用いた場合のほんの一例であり、回転速度、すくい上げ速度等を、ウェハのずれ等不具合の生じない範囲で変更すれば、もっと短時間に行うことも可能である。
【０１９３】
なお、ウェハ支持の安定上から支持ポールおよびすくい上げポールの数は３本が好ましいが、４本以上であってもよい。また本実施の形態では、基板位置合せ装置に対するウェハの投入、排出時に基板移載機を用いているが、基板位置合せ装置のウェハ間ピッチが、フープやボートのウェハ間ピッチと異なる場合は、それに合わせて基板移載機のツィーザ間ピッチを変更してやる必要がある。
【０１９４】
【実施例】
ここでは第１の実施の形態の具体的な基板位置合せ装置の構成と、５枚一括検出の場合のピッチＰ1 、Ｐ2 の値について説明する。
（１）基板位置合せ装置
図３１は第１の実施の形態の具体的な基板位置合せ装置の斜視図である。
【０１９５】
基板位置合せ装置は２階立て構造になっている。１階はすくい上げポール６１０を昇降又は進退させる機構が収納された機構室６０１であり、２階はノッチ合せを行う位置合せ機構部６０２である。
【０１９６】
２階の位置合せ機構部６０２は、機構室６０１の上に回転自在に設けられたターンテーブル６０３と、ターンテーブル６０３の外周に立設されて５枚のウェハを横置きに積層して支持する３本の支持ポール６０５と、３本の支持ポール６０５の頂部に支持されて支持ポール６０５に支持される５枚のウェハの表面を覆う三角プレート６０９と、ターンテーブル６０３の径方向に対して進退自在に設けられ、ノッチ検出用の５つの光学センサ６１８を有し、これらの光学センサ６１６でウェハのノッチを検出するセンサポール６１７と、ターンテーブル駆動用モータ６０６とから構成されている。
【０１９７】
１階の機構室６０１は、四角形の１隅をカットして変則５角形とした天板６１１と底板６１９をもつのハウジング６００を備え、ハウジング６００の前面２面が開放されている。この開放されたハウジング６００の内部に、昇降自在に設けられた略円板状の水平プレート６１３と、この水平プレート６１３の外周に立設され、初期状態は機構室６０１内に退避しており、ノッチ合せ時は２階のすくい上げ可能な位置まで上昇する３本のすくい上げポール６１０と、各すくい上げポール６１０を径方向に進退させる３個のシリンダ６１５と、水平プレート６１３に挿通されたボールネジ６１６と、水平プレート６１３に取り付けられてボールネジ６１６に装着されるボールナット（図示略）と、ボールネジ６１６を回転させるモータ６１２とが設けられている。
【０１９８】
すくい上げポール６１０が初期状態において１階の機構室６０１に退避されているのは、すくい上げポール６１０が２階のすくい上げ可能な位置にあるとウェハの投入時にウェハと干渉するので、これを回避するためである。即ち、図３２に示すように、ウェハ移載時、ウェハ１０４が移載される動作範囲内にすくい上げポール６１０が存在するため、すくい上げポール６１０を退避しなければならない。このために上述したすくい上げポール６１０の退避動作が必要になり、ウェハ移載は必ず退避位置で行われることになる。
【０１９９】
モータ６１２を駆動するとボールネジ６１６が回転し、ボールネジ６１６に沿って水平支持板６１３が上昇する。水平支持板６１３の上昇にともなって、すくい上げポール６１０が１階の退避位置から上がって来て、１階のすくい上げ可能な位置まで上昇する。水平支持板６１３に取り付けたシリンダ６１５を作動して、各すくい上げポール６１０を径方向内方に動かし、すくい上げ支持ピンをウェハ１０４の外周部の下に滑り込ます。モータ６１２を再び駆動して、すくい上げポール６１０を上昇させると、支持ポール６０５に支持されていたウェハ１０４はすくい上げられてすくい上げポール６１０に移載される。
【０２００】
上記構成の基板位置合せ装置を用いてノッチ合せするときの図１１および図１１２のフローの変更点は、ステップ２０２においては、支持ポール６０５をノッチ位置開始位置まで回転させた後、さらにすくい上げポール６１０をすくい上げ可能な位置まで上昇させる点、ステップ２２１においては、すくい上げポール６１０を後退させた後さらに１階の機構室６０１まで下降・退避させる点である。なお、すくい上げポール６１０をすくい上げ可能な位置まで上昇させる動作は、ステップ２０１以降２１１以前であれば、いつ行っても構わない。
【０２０１】
（２）ピッチＰ1 、Ｐ2
実際にウェハ１０４を１枚ずつ順次すくい上げていく場合、ウェハ１０４とすくい上げ支持ピン１１１、基板支持ピン１０７の干渉を避けるために、ウェハたわみε、ウェハ１０４とすくい上げ支持ピン１１１、基板支持ピン１０７との隙間等を考慮する必要がある。ここでは、それらを考慮し、実際にウェハ１０４を１枚ずつ順次すくい上げていくための、すくい上げ支持ピン１１１のピッチＰ1 と基板支持ピン１０７のピッチＰ2 を決定する方法の一例について示す。
【０２０２】
図８において、各すくい上げ支持ピン１１１を下から順に、Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓ５、各基板支持ピン１０７を下から順に、Ｋ1 、Ｋ2 、…、Ｋ5 、各ウェハ１０４を下から順に、Ｗ1 、Ｗ2 、…、Ｗ5 、すくい上げ支持ピン１１１の厚さをｓ、基板支持ピン１０７の厚さをｋ、ウェハ１０４の厚さをｗ、ウェハたわみをεとする。
【０２０３】
また、図８において、
▲１▼初期状態における最下段のすくい上げ支持ピンＳ１と最下段のウェハＷ1 との隙間（図８（ａ））、
▲２▼ｍ枚目のウェハ（ｍは１〜４の正数）をすくい上げた状態における、すくい上げられたウェハＷｍと基板支持ピンＫｍとの隙間、次にすくい上げるウェハＷ（ｍ＋１）とそのウェハをすくい上げるすくい上げ支持ピンＳ（ｍ＋１）との隙間（図８（ｂ）においてはｍ＝１）、
▲３▼最終（５枚目）のウェハをすくい上げた状態における最上段のウェハＷ5 と最上段の基板支持ピンＫ5 との隙間、最下段のウェハＷ1 と下から２番目の基板支持ピンＫ2 との隙間（図８（ｄ））、
をそれぞれ△Ｌとすると、
Ｐ2 ＝Ｐ1 ＋２△Ｌ（４）
４Ｐ1 ＝３Ｐ2 ＋ｋ＋ｗ＋２△Ｌ（５）
という式が成り立つ。
【０２０４】
ここで隙間△Ｌは、ウェハ１０４と基板支持ピン１０７、すくい上げ支持ピン１１１が干渉しないよう少なくともウェハたわみ量ε以上にする必要があり（図３３）、更に適度な余裕ΔＬ′を持たせ、△Ｌ＝ε＋ΔＬ′とする。ウェハたわみをε＝０．３ｍｍ、余裕ΔＬ′≧１ｍｍと考え、設計時に△Ｌ＝２ｍｍと設定した。
【０２０５】
すくい上げピツチは、図８より２△Ｌ＝４ｍｍとなる。また、ｓ＝ｋ＝２ｍｍ、ｗ＝０．７７５ｍｍとし、ｗ＝０．７７５ｍｍを約１ｍｍとすると、（４）、（５）式は次のようになる。
Ｐ2 ＝Ｐ1 ＋４
４Ｐ1 ＝３Ｐ2 ＋７
よって、Ｐ1 ＝１９ｍｍ、Ｐ2 ＝２３ｍｍとなり、すくい上げポール１１０のすくい上げ支持ピン１１１のピッチＰ1 と支持ポール１０５の基板支持ピン１０７のピッチＰ2 が決定される。
【０２０６】
ただし、ここで示した余裕ΔＬ′、すくい上げ支持ピン１１１の厚さｓ、基板支持ピン１０７の厚さｋの値はほんの一例であり、また、ウェハたわみ量ε、ウェハ１０４の厚さｗはウェハの種類、材質、大きさ等の条件により様々に変化し得る。よって、すくい上げポール１１０のすくい上げ支持ピン１１１のピッチＰ1 と支持ポール１０５の基板支持ピン１０７のピッチＰ2 は様々な値に設定することができる。
【０２０７】
１２インチウェハのたわみとの関係性において、ノッチ合せ装置設計時にはウェハとの隙間ΔＬをどのくらいに設定すれば良いかは必ずしも明確でない。そこでウェハをすくい上げた時に基板支持ポールを回転させて干渉しない間隔を、一応２ｍｍと仮定した。これはウェハたわみの０．３ｍｍの６倍以上の隙間をとれば、たわみの存在が関係なくなると考えたからである。
【０２０８】
また、ここではすくい上げ支持ピン１１１の間隔、基板支持ピン１０７の間隔がそれぞれ一定であるものについて述べたが、ノッチ合せ後のウェハを一枚ずつ順次すくい上げることができるのであれば、等間隔でなくても構わない。
【０２０９】
【発明の効果】
本発明によれば、基板を裏面ではなく、基板の外周部で支持しているため、基板裏面にパーティクルが付着しない。また、複数枚の基板を支持できる支持ポールを持つことにより、複数枚の基板の一括位置合せができる。また、基板を載置するターンテーブルを複数段持つことにより、複数枚の基板を同時に位置合せできる。また、基板移載機の空き時間を利用して基板の位置合せを行うことによりスループットを向上できる。特に、基板退避機構を設けたことにより、オリフラ又はノッチと基板支持部とが重なる等の不具合が生じた場合でも、その不具合を解消して、基板のオリフラ又はノッチを一定位置に整列させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態による半導体製造装置の基板位置合せ装置の斜視図である。
【図２】第１の実施の形態による同正面図である。
【図３】第１の実施の形態による要部図の正面図であり、（ａ）は支持ポール、（ｂ）はすくい上げポールを示す。
【図４】第１の実施の形態によるすくい上げポールとウェハの関係を説明するための要部の正面図である。
【図５】第１の実施の形態によるノッチを検出するためのセンサポールとウェハの関係の説明図であり、（ａ）は退避状態、（ｂ）はセンサをウェハ方向へ送り込んだ状態を示す。
【図６】第１の実施の形態による光学センサの原理説明図であり、（ａ）はウェハと光学センサとの位置関係、（ｂ）は受光部での受光量変化特性図である。
【図７】第１の実施の形態による支持ポール、すくい上げポール、光学センサ、ウェハの相関図であり、（ａ）はウェハ投入時、（ｂ）は支持ポールを１８０°回転させたときの図である。
【図８】第１の実施の形態によるすくい上げポールの動作説明図であり、（ａ）は１枚目の位置合せをしているとき、（ｂ）は位置合せの終わった１枚目のウェハをすくい上げているとき、（ｃ）は位置合せの終わった２枚目のウェハをすくい上げているとき、（ｄ）は位置合せの終わった５枚目のウェハをすくい上げているときのである。
【図９】第１の実施形態の機構を制御する制御部のブロック図である。
【図１０】（ａ）は支持ポールとすくい上げポールの干渉の説明図、（ｂ）はウェハのノッチ検索領域の説明図である。
【図１１】ノッチが所定角度θ範囲内にあるときの第１の実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図１２】ノッチが所定角度θ範囲内にないときの第１の実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図１３】個別処理ステップの詳細説明図であり、（ａ）はステップ２０７、（ｂ）はステップ２０９、（ｃ）はステップ２１２、（ｄ）はステップ２１８を示す。
【図１４】ノッチが所定角度θ範囲内にないときの第１の実施形態の動作において、ノッチ位置が徐々にずれていく様子を示す説明図である。
【図１５】第２の実施の形態による半導体製造装置の基板位置合せ装置の斜視図である。
【図１６】第２の実施形態によるターンテーブルの駆動系を説明する断面図であり、（ａ）はモータをウェハのサイドに配置した実施形態例、（ｂ）はモータをウェハ面に対抗して配置した直結型の比較例である。
【図１７】第２の実施の形態による支持ピンとノッチ検出用の光学センサとの関係を示す配置図である。
【図１８】第２の実施の形態による動作を説明するフローチャートである。
【図１９】ノッチ位置が支持ピンと重なる場合を示す第２の実施の形態による説明図であり、（ａ）はウェハの平面図、（ｂ）はＡ部の拡大図である。
【図２０】ツィーザと支持ピンの干渉を示す第２の実施の形態の説明図であり、（ａ）はツィーザの進入路に支持ピンが位置したとき、（ｂ）はターンテーブルが原点に戻されて進入路に支持ピンが来ないときを示す。
【図２１】第３の実施の形態による半導体製造装置の基板位置合せ装置の斜視図である。
【図２２】第３の実施の形態によるモータ干渉の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図２３】第３の実施の形態による基板位置合せ装置の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図２４】第３の実施の形態によるすくい上げ機構を説明する要部の縦断面図である。
【図２５】第３の実施の形態によるウェハのすくい上げの説明図であり、（ａ）はすくい上げ前、（ｂ）はすくい上げ後を示す。
【図２６】支持ピンに対するターンテーブル停止位置を示す第３の実施の形態による説明図である。
【図２７】第３の実施の形態によるノッチと支持ピンの干渉を回避する動作を説明するフローチャートである。
【図２８】第３の実施の形態によるツィーザと支持ピンとの干渉を回避する動作を説明するフローチャートである。
【図２９】支持ピンを透明部材で構成した第３の実施の形態による要部の斜視図である。
【図３０】本実施の形態による半導体製造装置における基板位置決め装置の配置を示す説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、(c) はフープの斜視図である。
【図３１】実施例による第１実施形態の半導体製造装置の具体的な基板位置合せ装置の斜視図である。
【図３２】実施例のすくい上げポールとツィーザとの干渉を示す説明図である。
【図３３】実施例のウェハひずみを考慮した説明図である。
【符号の説明】
１００基板位置合せ装置
１０３ターンテーブル
１０４ウェハ
１０４ａノッチ
１０４ｂ基板外周部
１０５支持ポール
１０６モータ（回転駆動部）
１０７支持ピン
１１０すくい上げポール
１１１すくい上げ支持ピン
１１６光学センサ
１１７センサポール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor manufacturing method having a process of detecting a position of an orientation flat or notch on a substrate and aligning it to a fixed position, and a semiconductor manufacturing apparatus including a substrate alignment apparatus.
[0002]
[Prior art]
Generally, an 8-inch cassette that contains a wafer (open cassette without a lid, and the lower part is also open) has an open structure, so that the lower part of the cassette can be opened by raising the cassette and placing the wafer vertically. Thus, the wafer can be notched. However, since a wafer container called a FOUP (FOUP: Front Opening Unified Pod) which is a 12-inch cassette has a hermetically sealed structure, the wafer must be taken out of the FOUP when notching. Since the wafer in the hoop is normally in a horizontally placed state, in order to perform notch alignment in a vertically placed state, the hoop must be placed vertically or rotated by 90 °. Changing the posture of the hoop by placing the hoop vertically or rotating it 90 ° is very troublesome because the container may be large. In addition, when 25 12-inch wafers are stored, the hoop becomes very heavy and it is difficult to rotate it 90 degrees. Therefore, it is considered easier to take out the wafer from the hoop that is horizontally placed and to align the notch of the wafer in the horizontally placed state rather than vertically.
[0003]
Conventionally, a mechanism for positioning a wafer in a horizontally placed state has been proposed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-13450. This is done by placing the wafer on an eccentricity correction jig having a bowl-shaped inclined surface and correcting the eccentricity of the wafer, then lowering the eccentricity correction jig and transferring the wafer from the eccentricity correction jig to the rotary stage. The wafer is mounted and vacuum-sucked, and the eccentric correction jig is further lowered and retracted. Then, the wafer is rotated by a rotary stage, and the notch of the wafer is detected and positioned by an optical sensor. After positioning, the wafer is recovered by the reverse operation. As a result, the amount of eccentricity of the wafer is corrected by one behavior, and the wafer is accurately positioned.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the positioning mechanism described above, since the back surface of the wafer is supported by vacuum suction when the notch position is detected, the generation of particles cannot be avoided, and there is a problem that the particles adhere to the back surface of the substrate.
[0005]
The positioning mechanism described above is only for one wafer, and although there is an effect of eliminating the accuracy of positioning per sheet and simplification of the mechanism, only one sheet can be detected. The positioning speed is slow, which becomes a bottleneck and the overall throughput of the apparatus is poor.
[0006]
In order to collectively position a plurality of wafers, it is possible to provide a plurality of the positioning mechanisms in parallel, but the mechanism becomes larger. Moreover, if a plurality of substrates are to be aligned at once, a complicated operation is required in which the subsequent substrate must be aligned while maintaining the angular position of the previously aligned substrate. Various problems occur, and it becomes very complicated in terms of process and mechanism to eliminate them.
[0007]
The object of the present invention is to eliminate the problem of the prior art that the adhesion of particles to the back surface is unavoidable because it supports the back surface of the substrate, and to adhere particles to the back surface of the substrate when aligning the substrate. An object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing method and a semiconductor manufacturing apparatus that can be prevented.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing method and a semiconductor manufacturing apparatus capable of solving a problem of the prior art that only alignment of a single substrate is possible and aligning a plurality of substrates at once. It is to provide.
[0009]
It is another object of the present invention to provide a semiconductor manufacturing method and a semiconductor manufacturing apparatus capable of improving the throughput by performing substrate alignment in an idle time of a substrate transfer machine for transferring a substrate to a processing chamber or a processing jig. is there.
[0010]
It is another object of the present invention to provide a semiconductor manufacturing method and a semiconductor manufacturing apparatus that can easily solve the problems that occur when a plurality of substrates are aligned simultaneously.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor manufacturing method including a step of detecting a position of an orientation flat or notch on a substrate and aligning the orientation flat or notch with a fixed position. A semiconductor manufacturing method using a substrate transfer machine to be mounted.
[0012]
When a substrate transfer machine that transfers a substrate to a processing chamber or a processing jig is used for orientation flat or notch alignment, it is easy to load and unload the substrate with respect to the substrate alignment apparatus that performs orientation flat or notch alignment. Further, since it is not necessary to prepare a transfer machine separately, the apparatus can be reduced in size and cost can be reduced.
[0013]
The invention of claim 2 is the semiconductor manufacturing method according to claim 1, wherein the orientation flat or notch alignment of the substrate is performed in a transfer chamber in which the substrate transfer machine is installed.
[0014]
Since the orientation flat or notch alignment is performed in the transfer chamber, the substrate transfer machine can be used effectively. In addition, since the substrate alignment apparatus is installed in an empty space in the substrate transfer chamber, there is no need to separately prepare a chamber or the like for installing the substrate alignment apparatus, so that the apparatus can be reduced in size and cost can be reduced.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, a substrate is taken out from a substrate storage container by the substrate transfer machine and is loaded into a substrate alignment device that performs orientation flat or notch alignment of the substrate. 3. The semiconductor manufacturing method according to claim 1, further comprising a step of discharging the substrate by a substrate transfer machine and transferring the substrate to a processing chamber or a processing jig.
[0016]
When a substrate transfer machine that transfers a substrate to a processing chamber or a processing jig is used for orientation flat or notch alignment, it is easy to load and unload the substrate with respect to the substrate alignment apparatus that performs orientation flat or notch alignment. Further, since it is not necessary to prepare a transfer machine separately, the apparatus can be reduced in size and cost can be reduced.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, (a) a substrate is taken out from the substrate storage container by the substrate transfer machine, and is put into a substrate alignment device for aligning the orientation flat or notch of the substrate, orientation flat or notch alignment is performed, and (b) The substrate after orientation flat or notch alignment is taken out from the substrate alignment device by the substrate transfer machine and returned to the substrate storage container, and (c) the orientation flat or notch alignment processing of all the substrates in the substrate storage container is completed. (A) to (b) are repeated until (d) the orientation flat or notch alignment processing is completed and the substrate storage container is stored in a storage shelf, the substrate storage container is replaced, and (a) to (d) are repeated. 3. The semiconductor manufacturing method according to claim 1, wherein the orientation flat or notch alignment of the substrate is performed in advance.
[0018]
The orientation flat or notch alignment of the substrate to be processed in the processing chamber after the next time during the idle time of the substrate transfer machine that transfers the substrate to the processing chamber or processing jig while processing the substrate in the processing chamber. If the orientation flat or notch alignment is completed, the substrate can be transferred from the substrate storage container to the processing chamber as it is without newly aligning the orientation flat or notch, so that the substrate can be transferred more quickly. Can improve throughput.
[0019]
According to the fifth aspect of the present invention, when the orientation flat or notch alignment of the substrate in the substrate storage container is performed in advance, the information is stored, and the orientation flat or notch alignment of the substrate to be transferred is performed in advance based on the information. If the orientation flat or notch alignment of the substrate to be transferred is performed in advance, the substrate is taken out from the substrate storage container by the substrate transfer machine, and directly without using the substrate alignment device. The semiconductor manufacturing method according to claim 4, further comprising a step of transferring to a processing chamber or a processing jig.
[0020]
If the orientation flat or notch alignment of the substrate to be processed has been performed in advance, the transfer path for transferring the substrate directly from the substrate storage container to the processing chamber or processing jig without using the substrate alignment device is automatically selected. If the orientation flat or notch alignment of the substrate to be processed has not been performed in advance, the substrate is transferred from the substrate storage container to the substrate alignment device, and after the orientation flat or notch alignment, it is transferred to the processing chamber or processing jig. Since the transfer route to be loaded is automatically selected, the user does not need to be aware of whether the orientation flat or notch alignment of the substrate has been performed in advance (check whether the orientation flat or notch alignment of the substrate has been performed in advance. No need to perform troublesome operations such as selecting a transport route).
[0021]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor manufacturing method including a step of detecting a position of an orientation flat or a notch on a substrate and aligning the orientation flat or notch to a fixed position. This is a semiconductor manufacturing method that is carried out by rotating in a state of being supported by the part.
[0022]
When orientation flat or notch alignment is performed, not the back surface of the substrate but the outer peripheral portion of the substrate is supported, so that particles do not adhere to the back surface of the substrate. Since the orientation flat or notch alignment can be performed horizontally, when the substrate is transferred in the horizontal orientation, a complicated operation of changing the posture of the substrate is not required, and orientation flat or notch alignment is facilitated. In particular, when the substrate has a large diameter, it is difficult to change the posture, so the merit is great.
[0023]
According to the invention of claim 7, the substrate is temporarily retracted from the substrate support portion, the relative position of the substrate and the substrate support portion in the circumferential direction is shifted, and then the retracted substrate is again the substrate. The semiconductor manufacturing method according to claim 6, further comprising a step of supporting the support portion.
[0024]
Specifically, in performing the orientation flat or notch alignment of each substrate by rotating the substrate support portion around the substrate in a state where the outer peripheral portion of one or a plurality of substrates is horizontally supported by the substrate support portion, While holding the circumferential position of the substrate, each substrate is temporarily retracted from the substrate support by the substrate retracting mechanism, and the substrate support is rotated about the substrate while the substrate is retracted. It is preferable that the relative position of the substrate support portion with respect to the circumferential direction is shifted, and each substrate retracted by the shifted substrate support portion is returned and supported again.
[0025]
In the orientation flat or notch alignment process of the substrate or after the orientation flat or notch alignment, a defect may occur in the relative position between the substrate and the substrate support portion. In such a case, the substrate is temporarily retracted from the substrate support portion that supports each substrate, and the substrate support portion is moved in the circumferential direction of the substrate while the substrate is retracted so that the relative position of the substrate support portion with respect to the substrate is changed. Try to shift. If the position of the substrate support portion relative to the substrate is shifted by moving the substrate support portion while the substrate is retracted, the problem of the positional relationship between the substrate and the substrate support portion can be solved.
[0026]
The substrate retracting mechanism for retracting the substrate from the substrate support unit may be, for example, a substrate scooping mechanism provided with three scooping poles having scooping support pins for scooping up and supporting one or a plurality of substrates. Using this, the substrate may be raised so as not to interfere with the substrate support. During the retraction, the angular position in the circumferential direction of the substrate is held while being scooped up, and after the retraction, the substrate is lowered and transferred from the substrate retraction mechanism to the substrate support portion.
[0027]
The invention according to claim 8 is such that when the relative position of the substrate and the substrate support portion in the circumferential direction is shifted, the substrate support portion does not interfere with the orientation flat or the notch, or the substrate is supported by the substrate transfer machine. The semiconductor manufacturing method according to claim 7, wherein the position of the substrate support portion is corrected so that an entrance path of the substrate transfer device does not interfere with the substrate support portion when discharging from the portion.
[0028]
Specifically, in the semiconductor manufacturing method including the step of aligning the substrate, the substrate is picked up once and retracted from the substrate support portion without moving the circumferential position of the substrate. Rotate the support unit around the substrate so that the substrate support unit does not overlap the orientation flat or notch of the substrate, or when the substrate transfer unit ejects the substrate from the substrate support unit after the substrate alignment, In this semiconductor manufacturing method, the position of the substrate support portion is corrected so that the substrate support portion does not block the approach path.
[0029]
When the orientation flat or notch of the substrate overlaps the substrate support that supports the substrate before alignment (orientation flat or notch alignment), or when the substrate is discharged by the substrate transfer device after alignment In some cases, the substrate support portion blocks the path. In such a case, the substrate is once picked up and retracted from the substrate support portion without moving the circumferential angular position of the substrate. In the case of the operation for eliminating the overlap between the orientation flat or the notch and the substrate support portion, the substrate before the notch alignment is also retracted while maintaining the circumferential angular position of the substrate. While retreating, rotate the substrate support portion around the substrate so that the substrate support portion does not overlap the orientation flat or notch of the substrate, or the substrate support portion does not block the entrance path of the substrate transfer machine Next, the position of the substrate support is corrected (in the latter case, this is referred to as returning to the origin). Performing the return to origin can solve the above problems.
[0030]
According to the ninth aspect of the present invention, when the substrate support portion and the orientation flat or notch interfere with each other when the substrate outer peripheral portion is supported by the substrate support portion, the substrate and the substrate support portion are temporarily retracted. The semiconductor manufacturing method according to claim 8, wherein the interference is avoided by shifting the relative position in the circumferential direction of the substrate and then supporting the substrate again by the substrate support portion.
[0031]
Specifically, the orientation support or notch alignment of each substrate is performed by rotating the substrate support portion around the substrate in a state where one or more substrates are placed horizontally by supporting the substrate outer peripheral portion with the substrate support portion. In the semiconductor manufacturing method including the step of performing the step, when the substrate outer peripheral portion is supported by the substrate support portion, the orientation flat or notch cannot be detected due to interference between the substrate support portion and the orientation flat or notch formed on the substrate outer peripheral portion. The substrate scooping mechanism is used to scoop up the substrate from the substrate support portion and temporarily retract it, rotate the substrate support portion by a predetermined amount during that time, and then return the retracted substrate to the substrate support portion, This is a semiconductor manufacturing method in which interference between an orientation flat or notch and the substrate support portion is avoided.
[0032]
Since the orientation flat or notch position of the substrate cannot be specified when the substrate is placed on the substrate support portion, the orientation flat or notch of the substrate may be applied to the substrate support portion. When the orientation flat or notch is applied to the substrate support portion, the detection sensor may be disturbed by the substrate support portion and may not be able to detect the orientation flat or notch. Therefore, in order to avoid interference between the substrate support portion and the orientation flat or the notch, the substrate support portion is moved relative to the substrate by scooping up and retracting the substrate once by a scooping mechanism, and rotating the substrate support portion by a predetermined amount during the retraction. To avoid the interference.
[0033]
In this way, while the substrate is being scooped up and retracted, the substrate support part is shifted with respect to the substrate so that the interference between the substrate support part and the orientation flat or notch is eliminated, so that the orientation flat or notch detection cannot be performed. Can be avoided.
[0034]
According to the invention of claim 10, after the orientation flat or notch alignment, the substrate is temporarily retracted, the substrate support portion is set at an allowable position allowing the substrate transfer machine to enter, and then the substrate support portion is again placed on the substrate support portion. The semiconductor manufacturing method according to claim 8, wherein the substrate is supported.
[0035]
Specifically, a substrate alignment step of discharging one or more substrates to the substrate alignment apparatus by using the substrate transfer machine, aligning the substrate, and then discharging the substrate from the substrate alignment apparatus In the semiconductor manufacturing method, the substrate support portion that supports the outer peripheral portion of the substrate provided in the substrate alignment apparatus when the orientation flat or notch alignment of the substrate is performed, the allowable position that allows the substrate transfer machine to enter The outer peripheral portion of the substrate that is put into the substrate alignment apparatus is supported by the substrate support section of the substrate alignment apparatus, and the substrate supported by the substrate support section is rotated together with the substrate support section. The orientation flat or notch of the substrate is detected.
[0036]
The substrate is aligned based on the detection result, and the aligned substrate is removed from the substrate support portion while the aligned substrate is held by the substrate scooping mechanism provided in the substrate alignment apparatus. An allowable position for scooping up and temporarily retracting, while rotating the substrate support portion to avoid interference between the substrate transfer device and the substrate support portion, and allowing the substrate support portion to enter the substrate transfer device It is preferable that the substrate that has been retracted is returned to the substrate support portion after resetting (returning the origin).
[0037]
After the substrate support portion is rotated to align the orientation flat or the notch of the substrate, the substrate support portion may come to the substrate loading position of the substrate alignment apparatus that prevents the substrate transfer machine from entering. When the substrate support portion comes to the loading position, the substrate transfer machine and the substrate support portion interfere with each other and the substrate cannot be discharged. Therefore, in order to avoid interference between the substrate transfer device and the substrate support unit, all the substrates are once picked up by the scooping mechanism and retracted while maintaining the alignment state, and the substrate support unit is rotated by a predetermined amount during the retraction. The support part is reset to the origin position so as to eliminate the interference.
[0038]
While the substrate is being scooped up and retracted, the substrate support that has been displaced in the orientation flat or notch alignment process is reset to the origin position, so that it is possible to avoid the problem that the substrate cannot be discharged after the orientation flat or notch alignment. Can do.
[0039]
The invention according to claim 11 is a semiconductor manufacturing method including a step of detecting a position of an orientation flat or notch on the substrate and aligning the orientation flat or notch to a fixed position. By laminating and supporting the mechanism and rotating the required angle at once, the orientation flats or notches of all the substrates are detected in advance by the detection sensor, the detection information is stored, and the substrate support mechanism is rotated based on the detection information to 1 After performing orientation flat or notch alignment of the substrates one by one and retracting the substrate from the substrate support mechanism while maintaining the circumferential position of the substrate, the substrates that have been retracted after the orientation flat or notch alignment of all the substrates have been completed Is a semiconductor manufacturing method in which the substrate is returned to the substrate support mechanism.
[0040]
Here, the detection information is position information of a deviation angle from the reference angle position when the orientation flat or the notch is detected. In the process of rotating a plurality of substrates at once and passing through the detection sensor, the orientation flats or notches of all the substrates are detected and the detection information is stored respectively. If the detection information is corrected according to the amount of rotation, the orientation flat or notch position can be accurately remembered.
Here, the reason why the detection information needs to be corrected is as follows. For example, if the orientation flat or notch of the substrate overlaps with the substrate support part, all the substrates are temporarily retracted and the substrate support part is rotated by a predetermined amount in order to eliminate it. Even a substrate that has been completed rotates by a predetermined amount. Therefore, the detection information needs to be corrected.
[0041]
After performing orientation flat or notch alignment of the substrates one by one and withdrawing the substrate from the substrate support mechanism while maintaining the circumferential position of the substrate, and after completing the orientation flat or notch alignment of all the substrates, the substrates that have been retracted Is returned to the substrate support mechanism, even if the substrate support position of the substrate support mechanism is changed, the orientation flat or notch position after the alignment is not changed, and appropriate orientation flat or notch alignment becomes possible.
[0042]
In the invention of claim 12, when the orientation flat or notch position of the plurality of substrates is away from the installation location of the detection sensor and the orientation flat or notch position cannot be detected, the plurality of substrates are simultaneously rotated at a predetermined angle. The step of bringing the orientation flat or the notch position into the vicinity of the position where the orientation detection sensor or the notch position can be detected by collectively rotating the required angle is provided. It is a semiconductor manufacturing method as described in above.
[0043]
Unlike the required angle and the constant angle, when the substrate is rotated at a constant angle at a time, the orientation flat or the notch position can be detected for the first time by rotating the substrate by the predetermined angle and further rotating the required angle. When the orientation flat or notch position is far from the installation location of the detection sensor, if the orientation flat or notch position comes close to the location of the position detection sensor by rotating the substrate all at once by a certain angle, the orientation flat or notch position Detection can be easily performed.
[0044]
Since the substrate transfer machine enters the substrate loading side of the substrate alignment apparatus, a position detection sensor cannot be placed. Therefore, when the orientation flat or notch position is on the input side, the orientation flat or notch position is away from the sensor installation location. For this reason, it is necessary to rotate the substrate to bring the orientation flat or notch position near the sensor installation location. The same operation may be required even when there is no orientation flat or notch on the substrate loading side of the substrate alignment apparatus.
[0045]
According to the invention of claim 13, when the orientation flat or notch cannot be detected even if the substrate support mechanism is rotated by a required angle, the following steps (a) to (d) are performed to detect the orientation flat or notch. Item 13. A method for producing a semiconductor according to Item 11 or 12. (A) The substrate is retracted from the substrate support mechanism, (b) The substrate support mechanism is rotated by a predetermined angle, (c) The substrate is returned to the substrate support mechanism, (d) The substrate support mechanism is rotated by the required angle, and the orientation flat or notch position Is detected. Here, the predetermined angle and the required angle are used in different meanings as will be described later.
[0046]
Specifically, when the orientation flat or notch position of the substrate cannot be detected by the position detection sensor in the non-contact detection process, the following steps (a) to (d) are performed. Once this process is performed, the orientation flat or notch enters the detectable area from the undetectable area, and the notch can be detected.
(A) retract all substrates from the substrate support mechanism;
(B) rotating the substrate support mechanism by a predetermined amount in order to shift the circumferential relative position between the substrate and the substrate support mechanism;
(C) Return the retracted substrate to the substrate support mechanism rotated by the predetermined amount.
(D) Rotating the substrate by a required amount and detecting the orientation flat or notch position of the substrate returned to the substrate support mechanism by the sensor.
When the orientation flat or notch position of the substrate can be detected, the plurality of substrates are aligned one by one sequentially by rotating the plurality of substrates based on the detection information, and each time the alignment is completed, In order to hold the alignment result, the substrate that has been aligned is retracted from the substrate support mechanism, and when all the substrates have been aligned, the retracted substrate is returned and supported by the substrate support mechanism. preferable.
[0047]
Unlike the required angle and the predetermined angle, there is a relationship of required angle> predetermined angle. Even if the orientation flat or notch position cannot be detected when the substrate support mechanism is rotated by the required angle, the position of the orientation flat or notch can be detected because the circumferential position of the substrate is detected by being shifted by a predetermined angle with respect to the substrate support mechanism. become.
[0048]
According to the fourteenth aspect of the present invention, when the orientation flat or notch position is adjusted to the predetermined position after the orientation flat or notch position detection operation of all the substrates is completed, the orientation flat or the notch position is away from the predetermined position. The semiconductor manufacturing method according to claim 11, wherein when the notch cannot be aligned with a predetermined position, the following steps are repeated to align the orientation flat or the notch with the predetermined position.
(A) The substrate support mechanism is rotated by a required amount in the direction that forms the shortest path from the orientation flat or notch position to the predetermined position.
(B) Retreating the substrate from the substrate support mechanism
(C) Rotate the substrate support mechanism by the required amount in the direction opposite to (a).
(D) Return the substrate to the support mechanism
[0049]
When the orientation flat or notch position is adjusted to the predetermined position after detecting the orientation flat or notch position of all the substrates, if the orientation flat or notch position is far from the predetermined position, it is not possible to rotate it once due to the movable range of the device. In some cases, the orientation flat or notch cannot be adjusted to a predetermined position. In such a case, the above steps (a) to (d) are repeated, and the orientation flat or the notch position is gradually shifted to move to a predetermined position. At this time, the shortest path from the notch position to the predetermined position is selected from the stored detection information.
[0050]
A fifteenth aspect of the present invention is the semiconductor manufacturing method according to any one of the first to tenth aspects, wherein the orientation flats or notch alignment of a plurality of substrates is performed at once.
[0051]
Since the orientation flat or notch alignment of a plurality of substrates is performed at once, the throughput is greatly improved.
[0052]
The invention of claim 16 is a semiconductor manufacturing apparatus comprising a substrate alignment device for aligning orientation flats or notches of one or more substrates supported horizontally.
The substrate alignment apparatus includes a substrate support unit that supports a substrate outer peripheral portion, and rotates the substrate by rotating the substrate support unit about a substrate center;
A semiconductor manufacturing apparatus comprising: a detection sensor that detects an orientation flat or a notch of the substrate rotating by being supported by the substrate support mechanism.
[0053]
Since the substrate is supported not on the back surface but on the outer peripheral portion, particles generated by supporting the substrate do not adhere to the back surface. Further, when the orientation sensor or the notch is detected in a non-contact manner by the detection sensor, friction does not occur between the detection sensor and the substrate. Therefore, according to the present invention, since the orientation flat or the notch is detected without contact with the substrate and the outer peripheral portion of the substrate is supported, it is possible to effectively prevent the adhesion of particles to the back surface of the substrate.
[0054]
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the semiconductor manufacturing apparatus according to the sixteenth aspect, a support taper portion is provided in the support portion, and the outer periphery of the substrate is supported by the support taper portion.
[0055]
Since the substrate is supported on the support taper by line contact or point contact, the frictional force is reduced compared to those supported by surface contact, and the generation of particles during orientation flat or notch alignment is reduced. It is possible to more effectively prevent particles from adhering to the surface.
[0056]
An eighteenth aspect of the present invention is the semiconductor manufacturing apparatus according to the sixteenth or seventeenth aspect, wherein the substrate support portion further has a tapered portion for correcting substrate eccentricity.
[0057]
When the substrate is supported by the support taper portion through the substrate eccentricity correction taper portion, the substrate is in a horizontal position, so the center of the substrate is automatically set by the weight of the substrate during the orientation flat or notch alignment process. Matching is done.
[0058]
A nineteenth aspect of the present invention is the semiconductor manufacturing apparatus according to any one of the sixteenth to eighteenth aspects, further comprising a substrate retracting mechanism for retracting the substrate from a substrate supporting portion of the substrate supporting mechanism.
[0059]
Specifically, in a semiconductor manufacturing apparatus provided with a substrate alignment apparatus that aligns one or more substrates supported horizontally, the substrate alignment apparatus has a tapered portion, and the tapered portion A substrate support mechanism for supporting the outer periphery of the substrate, wherein the substrate support portion is rotatably provided at the center of the substrate and rotates the substrate supported by the substrate support portion; and the substrate support mechanism A non-contact sensor for detecting an orientation flat or a notch formed on the outer periphery of the substrate that is supported and rotated, and a substrate locking portion for locking the outer periphery of the substrate; It is preferable that the semiconductor manufacturing apparatus has a substrate retracting mechanism that locks the one or a plurality of substrates temporarily from the substrate support portion of the substrate support mechanism.
[0060]
When the substrate retracting mechanism is provided, the substrate can be temporarily retracted from the substrate supporting portion, so that the problem of the positional relationship between the substrate supporting portion and the substrate can be solved.
[0061]
A twentieth aspect of the invention is the semiconductor manufacturing apparatus according to the nineteenth aspect, further comprising a control unit that controls the substrate support mechanism and the substrate retracting mechanism as described in the following (a) to (c). (A) The orientation flats or notches of a plurality of substrates are detected, and the rotation of the substrate support mechanism is controlled in order to perform orientation flats or notch alignment one by one. (B) Controlling the substrate retracting mechanism to sequentially retract from the substrate supporting mechanism one by one, and (c) returning the plurality of retracted substrates to the substrate supporting mechanism after completion of orientation flat or notch alignment for all the substrates. It controls the substrate retracting mechanism.
[0062]
Specifically, in a semiconductor manufacturing apparatus equipped with a substrate alignment device that aligns a plurality of substrates supported in a horizontal orientation, the substrate alignment device can arrange a plurality of substrates in a stacked state. A substrate support mechanism that supports and rotates these substrates collectively, a sensor that detects the orientation flat or notch of each substrate that rotates together with the substrate support mechanism in a non-contact manner, and a substrate retract that temporarily retracts the substrate from the substrate support mechanism A mechanism, and a controller that controls the substrate support mechanism and the substrate retracting mechanism.
[0063]
The controller is
(A) In order to detect the orientation flat or notch of each substrate by rotating a plurality of substrates at once, and to align each substrate one by one based on the detected value of the orientation flat or notch of each substrate Controls the rotation of the support mechanism and outputs an individual alignment end signal when the alignment of each substrate is completed.
(B) based on the individual alignment end signal, controlling the substrate retracting mechanism for sequentially retracting the aligned substrates one by one from the substrate support mechanism;
(C) When all the substrates have been aligned, an all alignment end signal is output,
Preferably, the substrate retracting mechanism is controlled to return the plurality of retracted substrates to the substrate supporting mechanism based on the all alignment end signal.
[0064]
By controlling the substrate support mechanism and the substrate retracting mechanism by the control unit as described above, orientation flats or notches of a plurality of substrates can be smoothly performed by a single rotation drive unit.
[0065]
The invention according to claim 21 is characterized in that the substrate support mechanism includes a turntable, a plurality of support poles erected on the turntable, and a substrate support that is provided on each support pole and supports the outer peripheral portions of the plurality of substrates. 21. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 16, further comprising: a rotating unit configured to rotate the turntable.
[0066]
Specifically, the substrate support mechanism includes a turntable, a plurality of support poles standing on the turntable and supporting a plurality of substrates, and a predetermined pitch along the axial direction of each support pole. A plurality of substrate support portions that support the outer peripheral portion of the substrate by the taper portion, and the support pole is erected. It is preferable that a rotation driving unit that rotates the turntable to rotate the plurality of substrates stacked and supported on the plurality of substrate support units at once is provided.
[0067]
Since only one turntable and one rotation driving unit for rotating the turntable are required, the structure can be simplified. The substrate support portion that supports the substrate is preferably composed of three support pins each having a tapered portion that supports the outer peripheral portion of the substrate. However, if the contact area is small, the substrate support portion need not be a pin.
[0068]
According to a twenty-second aspect of the present invention, the substrate retracting mechanism includes a base that can be moved up and down, a lift drive unit that lifts and lowers the base, and a plurality of substrates that are sequentially installed by raising and lowering the base. 21. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 19, further comprising a plurality of scooping poles scooped up from the substrate support portion, and a substrate locking portion that is provided on each scooping pole and locks the outer peripheral portion of the substrate. It is.
[0069]
Specifically, the substrate retracting mechanism is erected on the base so as not to interfere with a base provided so as to be movable up and down, a lift driving unit that lifts and lowers the base, and the plurality of support poles. A plurality of scooping poles that temporarily pick up a plurality of substrates sequentially from the support poles by raising and lowering the base, and a predetermined pitch in the axial direction in order to scoop up a plurality of substrates sequentially from the bottom layer to each scooping pole. And a substrate locking portion that protrudes radially inward of the base and locks the outer peripheral portion of the substrate. The substrate supporting portion of the substrate support mechanism locks the outer peripheral portion of the substrate by raising the base. It is preferable that the apparatus includes a plurality of substrate locking portions that scoop up the substrate and return the scooped substrate to the substrate support portion by lowering the base.
[0070]
The substrate can be retracted from the substrate support mechanism while maintaining the circumferential position of the substrate with a simple structure in which the substrate locking portion is simply attached to the scooping pole.
[0071]
According to a twenty-third aspect of the present invention, the substrate support mechanism includes a turntable, a plurality of support poles erected on the turntable, and a substrate support that is provided on each support pole and supports the outer peripheral portions of the plurality of substrates. And a rotation driving portion for rotating the turntable, and a pitch P1 of the substrate locking portion provided on the scooping pole and a pitch P2 of the substrate support portion of the support pole are P1 < 23. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 22, wherein the relationship P2 is satisfied.
[0072]
When the pitch P1 of the substrate locking portions and the pitch P2 of the substrate support portions satisfy the relationship P1 <P2, a plurality of substrates supported by the substrate support portions provided on the support poles are used as scooping poles. By the provided substrate locking portion, it is possible to scoop up sequentially from the bottom one.
[0073]
In the invention of claim 24, when n substrates are sequentially picked up one by one from the support pole by the scooping pole, the pitch P1 of the substrate locking portion provided on the scooping pole, and the substrate supporting portion of the supporting pole The pitch P2 of
(N-1) P1> (n-2) P2
24. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 23, wherein:
[0074]
If the above relationship is satisfied, the plurality of substrates supported by the substrate support portion provided on the support pole can be sequentially picked up from the bottom one by the substrate locking portion provided on the scooping pole. it can. Further, even if the support pole is rotated while the substrate is scooped up by the scooping pole, the substrate, the substrate locking portion provided on the scooping pole, and the substrate support portion provided on the support pole do not interfere.
[0075]
According to a twenty-fifth aspect of the invention, the detection sensor is configured to advance inward in the radial direction of the substrate when the orientation flat or notch is detected, and to retract outward in the radial direction of the substrate when not detected.
25. A semiconductor manufacturing apparatus according to claim 16.
[0076]
Specifically, the sensor is provided so as to be able to advance and retract in the radial direction of each substrate supported by the lamination, and when the orientation flat or notch formed on the outer peripheral portion of the substrate is detected, the sensor moves forward inward in the radial direction of the substrate. It is preferable that the orientation flat or the notch of the substrate is detected, and when not detected, the substrate is retracted radially outward to avoid interference with the substrate support portion.
[0077]
When the orientation flat or notch formed on the outer periphery of the substrate is detected, the detection sensor moves inward in the radial direction of the substrate to detect the orientation flat or notch of the substrate, and recedes outward in the radial direction of the substrate when not detected. Thus, interference with the substrate support portion is avoided.
[0078]
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the semiconductor manufacturing apparatus provided with an orientation flat or notch alignment device for performing orientation flat or notch alignment of a plurality of substrates supported horizontally, the substrate alignment device has a common rotation center. A plurality of turntables that are provided in a stacked state and each substrate is placed one by one, a plurality of substrate support portions that are provided on each turntable and support an outer peripheral portion of each substrate, and the plurality of turntables The semiconductor manufacturing apparatus includes a plurality of rotation driving units that rotate independently of each other, and a detection sensor that detects the orientation flat or the notch in a non-contact manner.
[0079]
Since a plurality of turntables on which the substrates are placed one by one are provided, alignment can be performed individually and control is also easy.
[0080]
A twenty-seventh aspect of the present invention is the semiconductor manufacturing apparatus according to the twenty-sixth aspect, further comprising a substrate retracting mechanism for retracting the substrate from the substrate supporting portion.
[0081]
Specifically, in a semiconductor manufacturing apparatus provided with a substrate alignment apparatus that aligns a plurality of substrates supported horizontally, the substrate alignment apparatus is provided in a stacked state with a common rotation center. A plurality of turntables for placing the substrates one by one, and a plurality of turntables attached to the plurality of turntables, supporting a plurality of outer peripheral portions of the substrates placed on the turntables, and taper portions on the support portions Are formed on the outer peripheral portion of the substrate supported by the taper portion of the substrate support portion, the plurality of drive portions that independently rotate the plurality of turntables, respectively. A fixed sensor for detecting the orientation flat or the notch in a non-contact manner and a substrate retracting mechanism are provided.
[0082]
If the substrate retracting mechanism is further provided, even if there is a problem in the positional relationship between the substrate support part and the substrate, the above problem can be solved without canceling the orientation flat or notch alignment.
[0083]
The invention of claim 28 is characterized in that the substrate retracting mechanism is provided on a plurality of scooping poles provided so as to be movable up and down, and on each scooping pole, and the substrate outer peripheral portion is locked by ascending and the substrate is supported from the substrate supporting portion. 28. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 27, further comprising: a plurality of substrate locking portions that scoop up and return the scooped substrate back to the substrate support portion.
[0084]
The substrate retracting mechanism includes a base that can be moved up and down, a lift drive unit that lifts and lowers the base, and a substrate that is erected on the base and temporarily lifts a plurality of substrates from the substrate support unit. A plurality of scooping poles, and each scooping pole provided with a predetermined pitch in the axial direction for scooping up a plurality of substrates and projecting radially inward of the substrate to lock the outer periphery of the substrate A plurality of substrate latches having a latching portion, latching the substrate outer peripheral portion by raising the base, scooping up the substrate from the substrate support portion of the turntable, and returning the scooped substrate to the substrate support portion by lowering the base Part.
[0085]
If the substrate retracting mechanism is further provided, even if there is a problem in the positional relationship between the substrate support part and the substrate, the above problem can be solved without canceling the orientation flat or notch alignment.
[0086]
The invention according to claim 29 is the semiconductor manufacturing apparatus according to any one of claims 26 to 28, wherein when the substrate is rotated, the detection sensor and the substrate support portion are in a positional relationship such that they do not interfere with each other. is there.
[0087]
If the detection sensor and the substrate support are in a positional relationship that does not interfere with each other, the rotation of the substrate support mechanism or the turntable is eliminated and the rotation becomes free. Therefore, the orientation flat or notch can be easily located no matter where the orientation flat or notch is. Can be detected, and orientation flat or notch alignment can be performed smoothly.
[0088]
The invention according to claim 30 is characterized in that the structure in which the detection sensor and the substrate support part do not interfere with each other has a turntable having a diameter smaller than the diameter of the substrate when the detection sensor is an optical sensor, A substrate support portion that protrudes radially outward from the turntable to form a support portion that supports the outer peripheral portion of the substrate on the front surface side; and a substrate support portion that is radially outward of the turntable and is disposed on the substrate support portion. The light receiving part or the light emitting part arranged on the back side of the outer peripheral part of the substrate that protrudes from the small-diameter turntable when the light source is supported, and the light emitting part arranged on the surface side of the substrate outer peripheral part facing the light receiving part or the light emitting part Or an optical sensor having a light receiver
30. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 29, wherein the semiconductor manufacturing apparatus has a structure.
[0089]
When trying to detect the orientation flat or notch formed on the outer periphery of the substrate with an optical sensor, if the diameter of the substrate and the turntable are the same, the turntable will block the path of light passing through the orientation flat or notch. Or notch cannot be detected. Therefore, the diameter of the turntable is made smaller than the diameter of the substrate so that the outer peripheral portion of the substrate placed on the turntable protrudes radially outward from the turntable. This makes it possible to prevent the optical sensor and the substrate support portion from interfering with each other when the turntable is rotated with a simple structure in which the support portion that supports the outer peripheral portion of the substrate protruding from the turntable is formed on the substrate support portion. .
[0090]
A thirty-first aspect of the present invention is the semiconductor manufacturing apparatus according to any one of the twenty-sixth to thirty-third aspects, wherein a rotation driving unit for rotating the turntable is not placed under the turntable.
[0091]
The rotation drive unit is, for example, a pulse motor. When the rotation drive unit and the turntable are connected with, for example, a belt and a pulley, and the rotation drive unit is arranged in parallel to the side of the turntable, the thickness of the turntable and the substrate supported on the turntable is increased. Since it is absorbed in the middle, the height of the device can be reduced in size as compared with the case where the rotary drive unit is arranged in series under the turntable. Since the rotary drive unit is not placed under the turntable, the height of the apparatus can be lowered and the apparatus can be miniaturized.
[0092]
A thirty-second aspect of the present invention is the semiconductor manufacturing apparatus according to the thirty-first aspect, wherein the rotation driving units adjacent in the vertical direction are arranged so that the rotation centers are different.
[0093]
Regarding the rotation drive units adjacent in the vertical direction, if the rotation drive units are distributed and arranged so that the rotation centers are different, interference between the rotation drive units can be avoided, so the interval between the turntables should be less than the desired interval. And further miniaturization of the apparatus can be promoted.
[0094]
The invention of claim 33 is the semiconductor manufacturing apparatus according to any one of claims 26 to 32, wherein the substrate support portion is transparent. The transparent member is a member that is transparent to light handled by the optical sensor.
[0095]
Since the substrate support portion is transparent, even if the orientation flat or notch is applied to the substrate support portion, light is not blocked by the substrate support portion, and the orientation flat or notch can be detected. Therefore, even if the orientation flat or notch is applied to the substrate support portion, it is not necessary to shift the substrate support portion with respect to the substrate, and the operability is improved.
[0096]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. In the embodiment, a large 12-inch wafer is used as an alignment substrate, but the present invention is not limited to 12 inches. Moreover, although the case where the alignment mark of the substrate is a notch has been described, an orientation flat may be used. Furthermore, although the number of wafers for collectively detecting notches is five, the number is not limited to five and may be one or several.
[0097]
FIG. 30 shows a vertical CVD / diffusion apparatus which is an example of the semiconductor manufacturing apparatus of the embodiment.
(A) is a top view, (b) is a front view, (c) is a perspective view of a hoop as a substrate storage container, and shows the arrangement of the substrate alignment device 100 provided in this device. The semiconductor manufacturing apparatus includes a loading chamber 251 for loading and unloading wafers in units of a hoop, a transfer chamber 252 for exchanging the wafer 104 between the loading chamber 251 and the processing chamber 253, and a processing chamber for performing a film forming process on the wafer 104. A substrate alignment apparatus 100 mainly configured from H.253 and capable of collectively aligning a plurality of wafers 104 is provided in a central transfer chamber 252. The carry-in chamber 251 is provided with an I / O stage (not shown), a hoop loader and a hoop shelf as a storage shelf, as well as a pod opener 255 for opening and closing the cover 254a of the hoop 254, as shown in the drawing. The lid 254a of the hoop 254 placed is opened so that the 12-inch wafer 104 can be taken out from the inside of the hoop 254 in the horizontal direction.
[0098]
Now, the FOUP 254 in which the wafer 104 is stored in a horizontal state is carried into the carry-in chamber 251 from the outside of the apparatus by a transfer device or manually. The lid 254a is opened by being transported through a predetermined path to the position where the pod opener 255 is provided. In the transfer chamber 252, a wafer transfer machine 256 that can transfer a plurality of wafers 104 at once and a substrate alignment apparatus 100 that aligns the notches of the plurality of wafers 104 described above at once. , And a plurality of wafers 104 are collectively put into the substrate alignment apparatus 100 by a tweezer 257 of the wafer transfer machine 256 from a hoop 254 with the lid 254a opened.
[0099]
After the substrate alignment, the wafer 104 discharged from the substrate alignment apparatus 100 by the wafer transfer device 256 is transferred to the boat 263 at the boat withdrawal position. Here, the boat withdrawal position refers to a position (unload position) where the boat 263 is withdrawn from the reaction tube 258 for performing wafer charge and discharge on the boat 263. The boat 263 serves as a processing jig. The boat 263 onto which the required number of wafers 104 have been transferred is carried into the reaction tube 258 at the top of the processing chamber 253. Thereafter, the reaction tube 258 is subjected to processing such as film formation, diffusion, and oxidation. When this wafer processing is completed, the boat 263 descends and is unloaded from the reaction tube 258, and the wafer 104 on the boat 263 is transferred from the processing chamber 253 to the loading chamber 251 by the reverse operation to the above (however, the substrate position) The alignment device 100 is not interposed), and is stored in the hoop 254 and carried out of the device.
[0100]
In FIG. 30, 259 is a transfer elevator, 260 is a transfer machine arm, 261 is a boat elevator, and 262 is a boat arm.
[0101]
In the semiconductor manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention, as described above, the substrate alignment apparatus is provided in the central transfer chamber 252, and when performing notch alignment, the wafer transfer machine 256 is used. Specifically, as described above, a plurality of wafers 104 are collectively loaded into the substrate alignment apparatus 100 from the hoop 254 by the wafer transfer device 256, and after the notch alignment, the substrate transfer is performed by the wafer transfer device 256. The wafer 104 taken out from the apparatus 100 is transferred to the boat 263 as it is. After the required number of wafers 104 are loaded into the boat 263, the wafer transfer device 256 is in a free state. This state continues not only during processing but also until the processed wafer 104 is discharged from the boat 263. In the meantime, since the drive system other than the reaction chamber, such as the transfer machine 256, the substrate alignment apparatus 100, and the pod opener 255, can be moved freely, notch alignment can be performed using this idle time.
[0102]
Specifically, the hoop 254 in which the wafer 104 before notch alignment is accommodated is transported from the storage shelf (not shown) to the position where the pod opener 255 is provided during the idle time (during film formation, etc.). Can be opened. A plurality of wafers 104 are collectively transferred to the substrate alignment apparatus 100 by the tweezers 257 of the wafer transfer device 256 from the hoop 254 with the lid 254a opened. After the notch alignment, the wafer transfer device 256 collects the notched wafer 104 from the substrate alignment apparatus 100 to the FOUP 254 at the position of the pod opener 255. Thereafter, this operation is repeated, and when notch alignment of all the wafers 104 in the FOUP 254 is completed, the lid 254a of the FOUP 254 is closed, and the FOUP 254 containing the notched wafers 104 is returned to a storage shelf (not shown). . This operation is performed as much as possible during the idle time of the wafer transfer device 256. As a result, the wafer 104 that has undergone notch alignment can be directly transferred from the hoop 254 to the boat 263 without using the substrate alignment apparatus 100.
[0103]
In addition, when the notch alignment of the wafer 104 is performed in advance as described above, it is desirable to store the information. By doing so, when the wafer 104 is transferred, it is determined whether or not the wafer 104 to be transferred is notch-adjusted based on the information, and the wafer 104 is notch-adjusted in advance. The wafer 104 can be directly transferred from the hoop 254 to the boat 263 without going through the substrate alignment apparatus 100. If the notch alignment of the wafer 104 to be transferred is not performed in advance, the wafer 104 is transferred from the hoop 254 to the substrate alignment apparatus 100 as described above, and then transferred to the boat 263 after the notch alignment. Like that. As described above, when the wafer 104 is transferred, an appropriate wafer transfer path is automatically selected based on the information, so that the user does not need to be aware of whether or not the wafer 104 is notched. This eliminates the need for troublesome operations such as selecting a wafer transfer path.
[0104]
As described above, by notching the unprocessed wafer 104 in advance using the idle time of the wafer transfer device 256, the wafer 104 which has been notched is directly transferred to the boat without using the substrate alignment device. Since the transfer can be performed, the notch alignment process can be omitted, and the throughput is improved accordingly.
[0105]
Next, the substrate alignment apparatus 100 provided in the transfer chamber 252 will be described in detail.
[0106]
1st Embodiment (FIGS. 1-14)
This is an example of a substrate alignment apparatus that detects and aligns notches of a wafer in a horizontal state with a single motor at a time.
[0107]
FIG. 1 is a perspective view of a substrate alignment apparatus, and FIG. 2 is a front view. The substrate alignment apparatus 100 includes a pedestal 101, a ring-shaped base 102 provided on the pedestal 101 so as to be movable up and down, and is disposed above the ring-shaped base 102, but is also provided on the pedestal 101 so as to be rotatable. Turntable 103 is provided.
[0108]
A plurality of (in the illustrated example, five) wafers 104 have a substrate outer peripheral portion 104b lowered by a plurality of (three in the illustrated example) support poles 105 erected at a predetermined angle on the outer periphery of the turntable 103. It is supported from the side and is held at regular intervals in the vertical direction in a horizontally stacked state.
[0109]
The three support poles 105 are distributed and distributed in a substantially semicircular portion around the periphery of the turntable 103 that is reversibly rotated by a motor 106 as a rotation drive unit, and the standing direction thereof is the rotation axis of the turntable 103. It is parallel. Each support pole 105 has a support pin 107 as a substrate support portion that supports the outer peripheral portion 104 b of the wafer 104 from the lower side at a constant pitch in the length direction in an arm shape toward the radially inner side of the turntable 103. Projected. Accordingly, the wafer 104 is rotated by the turntable 103 while being supported by the support pole 105 in a horizontal state. The turntable 103 is attached to the pedestal 101 via a support base 108, and a motor 106 that rotates the turntable 103 is provided in the support base 108. A plate 109 that covers the surface of the wafer 104 is provided above the three support poles 105 so that particles do not adhere to the surface of the wafer 104.
[0110]
The substrate support mechanism of the present invention is mainly composed of the turntable 103, the support pole 105, the support pins 107, and one motor 106.
[0111]
The five wafers 104 are picked up from the substrate support pins 107 by the three scooping poles 110 that can be moved up and down (in the direction of arrow a) in order from the wafer 104 that has finished the notch alignment. It has become. Further, the scooped wafer 104 is returned to the substrate support pins 107 when the scooping pole 110 is lowered. At this time, the scooping pole 110 only moves up and down, and the base 102 supporting the scooping pole 110 does not rotate. Therefore, the circumferential angular position of the wafer 104 remains fixed and does not move.
[0112]
On the scooping pole 110, scooping support pins 111 as a substrate locking part that supports the outer peripheral portion 104 b of the wafer 104 at a constant pitch in the length direction and scoops up the wafer 104 are projected in an arm shape toward the center of rotation. Yes. As shown in the drawing, five scooping support pins 111 are provided at equal intervals corresponding to the number of wafers 104. The three scooping poles 110 are distributed at approximately 120 ° intervals on the periphery of the base 102 that moves up and down by a motor 112 and a slide mechanism 113 attached to the pedestal 101. It is parallel to the axis of rotation.
[0113]
The up-and-down movement is smoothly performed by a guide 114 provided between the base 101 and the base 102. Further, the scooping pole 110 is provided so as to be able to advance and retract in the radial direction (arrow b direction) in the standing state. When the wafer 104 is rotated, the scooping pole 110 is retracted and retracted so as not to interfere with the support pole 105, and when scooping is advanced The scooping support pins 111 reach the substrate outer peripheral portion 104b. For this purpose, each scooping pole 110 is attached to a corresponding air cylinder 115 fixed to the base 102.
[0114]
The substrate retracting mechanism of the present invention is mainly composed of the base 102, scooping pole 110, scooping support pin 111, air cylinder 115, and motor 112.
[0115]
Further, the substrate alignment apparatus 100 is provided with a sensor pole 117 having an optical sensor 116 that detects the notches 104 a of the five wafers 104 supported by the substrate support pins 107. Similar to the scooping pole 110, the sensor pole 117 is provided so as to be able to move forward and backward by a constant stroke in the radial direction (the direction of arrow c). When the object approaches without contact and is not detected, the object moves backward and retracts so as not to interfere with the support pole 105.
[0116]
Here, the dynamic relationship between the support pole 105, the scooping pole 110, and the sensor pole 117 is that the support pole 105 is rotatable (unless the scooping pole 110 is retracted and interferes with the support pole 105), but it can move forward and backward In contrast, the scooping pole 110 does not rotate, but moves forward and backward. The sensor pole 117 is only allowed to advance and retreat.
[0117]
The positional relationship between the support pole 105 and the scooping pole 110 is concentrically arranged, and the support pole 105 is arranged on the circumference of the wafer outer periphery at intervals of about 90 ° and 90 ° 180 °. The scooping poles 110 are arranged at equal intervals of approximately 120 ° on the circumference slightly outside the support pole 105. Between the two support poles 105 opened 180 ° diagonally in front of the drawing is the entrance / exit of the wafer 104, the black arrow is the entry direction, and the opposite is the exit direction of the wafer 104. The sensor pole 117 is disposed on the opposite side of the wafer 104 loading / unloading port with the rotation axis of the turntable 103 interposed therebetween. The reason why the sensor pole 117 is provided on the opposite side is to prevent it from interfering with input / output. The five wafers 104 are put into the substrate alignment apparatus 100 by the wafer transfer machine 256 (FIG. 30) in the horizontal state, or are extracted from the substrate alignment apparatus 100.
[0118]
As shown in FIG. 3A, the support portion for supporting the wafer 104 of the five substrate support pins 107 protruding from the support pole 105 has a first taper portion 118 having a relatively large taper angle. A second taper portion 99 having a taper angle smaller than that of the first taper portion 118 is continuously formed below the first taper portion 118.
[0119]
The support surface of the first taper portion 118 has a taper surface having an angle of θ = 60 °, and this is the first taper surface. The support surface of the second taper part 99 has a taper surface with an angle of θ = 6.6 °, which is the second taper surface. The first taper surface corrects the eccentricity of the wafer 104 by its own weight. The second tapered surface supports the wafer 104 at the outer periphery. The wafer 104 and the substrate support pins 107 are not brought into contact with each other on the surface, but are brought into contact with dots or lines to prevent the particles from adhering to the back surface of the wafer. An appropriate angle of the second tapered surface is 2 ° to 7 °. That is, the first taper portion 118 of the substrate support pin 107 is an eccentricity correction taper portion for correcting the eccentricity of the wafer 104, and the second taper portion 99 is a support taper portion for supporting the outer peripheral portion of the wafer 104. is there. The taper angle shown here is only an example, and any number may be used as long as it can correct the eccentricity of the substrate or hold the outer periphery. Further, the taper portion may be one as long as it can simultaneously correct the eccentricity of the substrate and hold the outer periphery.
[0120]
As shown in FIG. 3B, the wafer receiving edge 119 that supports the wafer 104 of the scooping support pins 111 of the scooping pole 110 is also slightly tapered. This is to prevent the particles from adhering to the back surface of the wafer during scooping by making point contact with the taper. Similar to the second tapered portion 99 of the substrate support pin 107 in FIG. 3A, the appropriate angle of the tapered surface may be 2 ° to 7 °.
[0121]
In the scooping support pins 111 of the scooping pole 110, since the wafer 104 after notch alignment (after eccentricity correction) is mounted, there is no need for eccentricity correction, and the contact area with the wafer is prevented in order to prevent adhesion of particles to the backside of the wafer. As described above, it is only necessary to have a slight taper so as to reduce this.
[0122]
FIG. 4 shows the relationship between the scooping pole 110 and the wafer 104. The air cylinder 115 fixed to the base 102 is operated, and the scooping pole 110 is advanced to the wafer 104 side (radially inward side). The scooping pole 110 is lifted by lifting the base 102 via the slide mechanism 113 by the motor 112, so that the wafer 104 can be scooped in the vertical direction by the scooping support pins 111.
[0123]
Next, the optical sensor 116 will be described. FIG. 5 is a view showing a relationship between the sensor pole 117 to which the light emitting element 116a and the light receiving element 116b of the optical sensor 116 are attached and the wafer 104, and FIG. 5A is a state diagram in which the sensor pole 117 is retracted. FIG. 5B is a state diagram in which the sensor pole 117 is advanced to detect the notch position.
[0124]
In order to detect the notch, the air cylinder 122 mounted on the support base 121 fixed to the base 101 is operated to move the sensor pole 117 (FIG. 5A) in the retracted position in the direction of the arrow. Then, the optical sensor 116 is fed into the outer peripheral portion 104b of the wafer 104 (FIG. 5B). When the wafer 104 is rotated by a certain angle in this state, the outer peripheral portion 104b of the wafer 104 passes through the gap 123 between the light emitting element 116a and the light receiving element 116b, so that the presence or absence of a notch can be detected. The angular position of the notch can be detected by an angle signal from the position detection encoder of the motor 106. The notch angle position of each wafer 104 is stored in a storage device (not shown). After detecting the notch angle position, before the scooping operation, the sensor pole 117 is retracted and retracted (FIG. 5A). This is to avoid the interference between the sensor and the wafer when the wafer is picked up in the state where the sensor is inserted.
[0125]
The principle of notch detection by the optical sensor 116 will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a perspective view, and FIG. 6B is a light reception amount change characteristic diagram of the light receiving element.
[0126]
The optical sensor 116 includes a light emitting element 116a including a light emitting diode above the substrate outer peripheral portion 104b and a light receiving element 116b including a CCD camera below the substrate outer peripheral portion 104b, and receives light 125 from the light emitting element 116a. Light is received by the element 116b, and the notch is searched for by the change in the light amount. When the wafer 104 is rotated, the amount of light received from the light receiving element 116b changes as shown in FIG. 6B. However, when the wafer 104 reaches the notch 104a, the light from the light emitting element 116a that has been blocked by the outer peripheral portion 104b until then is reached. Since the light 125 passes through the notch 104a, the amount of received light increases abruptly. The peak where the amount of received light increases rapidly becomes a notch. For example, by rotating the wafer 104, the distance from the rotation start point to the notch 104a and the amount of light received by the light receiving element 116b are investigated in the first round, and the rotation is stopped when the notch comes on the light receiving element 116b in the second round and thereafter. Can align the notch.
[0127]
Next, the operation of the substrate alignment apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a plan view for explaining the behavior of the wafer 104 when the notch 104a is detected. FIG. 8 shows a notched wafer (hatched wafer) 104 when notching five wafers at once. It is explanatory drawing which scoops up sequentially.
[0128]
FIG. 7A shows the time when the wafer is loaded. The wafer transfer machine 256 batch-loads five wafers into the substrate alignment apparatus from the direction of arrow a, and the loaded wafer 104 is loaded onto the substrate support pins of the wafer support pole 105. Support with 107. The sensor pole 117 is disposed behind the support pole 105. Further, the scooping pole 110 is retracted and retracted away from the wafer 104.
[0129]
At this time, the angular positions in the circumferential direction of the notches 104a of the five wafers supported by the substrate support pins 107 are in the range of the angle θ across the extension line AO of the line connecting the position B of the optical sensor 116 and the rotation center O, respectively. Suppose that In this apparatus, it is assumed that the notch 104a exists in the range of θ = 60 ° (± 30 °). This is because the wafer 104 handled by this apparatus has been subjected to the cleaning process, and the notch 104a slightly deviates during cleaning, but the position of the notch 104a is not random at all in the five wafers 104, and the deviation is generally ±. This is because the movable range of the apparatus is set to 60 ° (± 30 °) so as to cover the deviation. Here, the movable range of this apparatus is set to a relatively narrow range in accordance with the shift of the notch 104a in the cleaning process. However, the apparatus can actually move when the notch is detected and the support pole 105 and the sensor. The range is such that the pole 117 does not interfere, and at the time of notch alignment, the range is such that the support pole 105 and the scooping pole 110 do not interfere. This is the shape and dimensions of the support pole 105, scooping pole 110, and sensor pole 117. It depends on the width position.
[0130]
7A, the turntable 103 is rotated by the motor 106 and the support pole 105 is moved by rotating the turntable 103 by the motor 106, thereby rotating the five wafers counterclockwise as indicated by the 180 ° arrows. The state shown in FIG. 7B, which is the detection start position, is taken. In addition, since any rotation direction may be sufficient, you may rotate clockwise. In short, it is sufficient that the optical sensor 116 can detect notches. As a result, the support pole 105 comes to a position as shown in FIG. 5B, and the notch 104a approaches the optical sensor 116. The scooping pole 110 has a fixed movement in the circumferential direction, so there is no change in the angular position. The optical sensor 116 also has no change in the angular position in the circumferential direction. When the optical sensor 116 is advanced toward the wafer 104 in this state, the optical sensor 116 comes from the dotted line position to the solid line position. Here, the motor 106 is rotated to collectively search the angular position of the notch 104a of each wafer 104, and the angular position which is the detection information is stored in the storage means. The angle position can be detected by an angle signal from a position detection encoder of the motor 106.
[0131]
Next, an operation for sequentially aligning the notches 104a of the wafers 104 on the line OB based on the angular position data will be described. Although the operation for fitting the notch 104a on the line OB will be described here, the notch 104a can be set at an arbitrary position.
[0132]
If the notch 104a of the first wafer 104 is on the left side of the optical sensor 116 as seen in FIG. 7B, the wafer 104 is rotated clockwise based on this angular position data, and the line The notch 104a is aligned with the position of OB, and the rotation of the motor 106 is stopped. In this way, the first notch alignment is completed. FIG. 8A shows a state in which the notch of the lowermost wafer 104 (indicated by hatching) among the five wafers 104 is aligned with the line OB, and then the scooping pole 110 is advanced inward in the radial direction of the wafer. A state in which the support pins 111 are slid down below the outer peripheral portion 104b of each wafer 104 is shown. Further, as shown in FIG. 8B, the scooping support pins 111 are raised by the slide mechanism 113 to scoop up the first wafer 104 after the notch alignment, and the support poles 105 are separated from the substrate support pins 107.
[0133]
Next, in a state where the first wafer 104 is scooped up from the bottom, the support pole 105 is rotated, and the notch 104a of the second wafer 104 from the bottom is aligned with the line OB based on the detected angular position data. When the second notch alignment is completed, the second wafer 104 is scooped up by the scooping support pins 111 as shown in FIG. Similarly, notch alignment and scooping are sequentially repeated for the third, fourth, and fifth sheets. FIG. 8D shows a state in which the last wafer 104 is scooped up by scooping support pins 111 of the scooping pole 110. In this way, all the wafers 104 are picked up from the substrate support pins 107 and transferred to the support pins 111. When the above operation is finished, the notches 104a of all the wafers 104 come on the line OB.
[0134]
When the first wafer is notched, the scooping pole 110 is retracted, so that the support pole 105 can rotate freely without interfering with the scooping pole 110. However, after setting the scooping pole 110 to a scooping position, the wafer 104 can be rotated in order to keep the scooped state and perform the notch alignment of the next wafer 104. It is limited to a range (θ) that does not interfere with 110. However, since the deviation of the notch in the cleaning process is ± 30 °, the range needs to be at least a range that can cover it. The timing at which the scooping pole 110 is set to a scoopable position may be before the notch positioning operation for the first wafer after the notch position is detected.
[0135]
As described above, in order to sequentially scoop up the notched wafers 104 one by one, the pitch P of the scooping support pins 111 of the scooping pole 110 is selected.₁And the pitch P of the substrate support pins 107 of the support pole 105₂In FIG. 8, it is necessary to have at least the following relationship.
[0136]
P₁<P₂                      (1)
4P₁> 3P₂                  (2)
However, Expression (2) is an expression that holds when there are five notch alignment target wafers. When the number of notch alignment target wafers is n, Expression (2) is as follows.
(N-1) P₁> (N-2) P₂  (3)
In fact, P₁, P₂In addition, it is necessary to consider the deflection of the wafer and the gap between the wafer 104 and the scooping support pins 111 and the substrate support pins 107. For example, in the case where the wafer deflection is 0.3, when the gap ΔL = 2 mm between the scooping support pins 111 and the substrate support pins 107 at the lowermost stage shown in FIG.₁= 19 mm, P₂= 23 mm, scooping pitch = 4 mm. This derivation will be described in detail in an embodiment described later.
[0137]
After completion of the series of operations described above, the three support poles 105 are out of the position shown in FIG. Therefore, the turntable 103 is rotated here to return the support pole 105 to the position state of FIG. Next, the scooping pole 110 is lowered, and all the five wafers 104 are returned from the scooping support pins 111 to the substrate support pins 107 of the support pole 105. After returning, the scooping pole 110 is retracted to the outside of the wafer 104. When the support pole 105 is rotated 180 ° in this state, the support pole 105 returns to the original origin position in FIG. Here, the five wafers 104 are collectively discharged from the substrate alignment apparatus 100 by the wafer transfer device 256.
[0138]
In the above description, the angle position of the notches 104a of the five wafers supported by the substrate support pins 107 is angle θ = 60 across the extension line AO of the line connecting the position B of the optical sensor 116 and the rotation center O, respectively. The case where it was limited to the range of ° was assumed. However, since the notch 104a may not be within the predetermined angle θ range, it is necessary to generalize this method so that notch detection can be performed even when the notch 104a is not within the predetermined angle θ range. Further, in order to rotate the wafer 104 supported by the support pole 105 while the arbitrary wafer 104 is being scooped by the scooping pole 110, interference between the support pole 105 and the scooping pole 110 occurs. It is also necessary to consider.
[0139]
The problem of interference between the support pole 105 and the scooping pole 110 will be described with reference to FIG. When each wafer 104 is finally mounted on the scooping pole 110, it is desired that the notch position of each wafer 104 is located at the notch alignment position (photosensor position) S. At this time, if the notch position of the wafer 104 on the support pole 105 is not within the range of θ = 60 ° in FIG. 10A, the notch 104a cannot be moved to the notch alignment position S. This is because, in this apparatus, the movable range in the wafer circumferential direction is limited when performing the notch alignment operation. In the notch alignment operation, it is necessary to insert the scooping pole 110 from the retracted position shown in FIG. 7B inward in the wafer radial direction and set it in a scooping position as shown in FIG. 10A. For this reason, the movable range of the support pole 105 in the wafer circumferential direction is limited to a range in which the support pole 105 and the scooping pole 110 do not interfere with each other. In this apparatus, a sufficient margin is provided between the support pole 105 and the scooping pole 110, and the movable range is determined so as to cover at least the notch deviation (± 30 °) in the cleaning process. .
[0140]
An apparatus that solves the above problem and can cope with the case where the notch 104a is not within the predetermined angle θ range will be described below. First, a region where notches can be searched in this apparatus and a region where notches cannot be searched will be described with reference to FIG. The wafer 104 is supported by three support poles 105 arranged at intervals of about 180 °, 90 °, and 90 °. When searching for the notch 104a of the wafer 104, it is necessary to insert the sensor pole 117 inward in the wafer radial direction from the retracted position and set it at a position where the notch can be searched as shown in FIG. Accordingly, the wafer 104 includes three searchable regions R1 to R3 surrounded by the support pole 105 that can perform notch position search within a range in which the sensor pole 117 and the support pole 105 do not interfere with each other, and the sensor pole. Three search impossible regions D1 to D3 are formed in the vicinity of the support pole 105 where the notch position search cannot be performed because the movable range is limited so that the 117 and the support pole 105 do not interfere with each other. The ranges of the notch position searchable regions R1 to R3 are 148 °, 81 °, and 81 °, respectively. The range of the notch position searchable area shown here is only an example, and the width and shape of the support pole 105 and sensor pole 117, the clearance between both poles to avoid interference between both poles, and the like are changed. It is also possible to make it wider.
[0141]
Next, an outline of the notch alignment method will be described. First, the notch 104a is searched for the searchable regions R1 to R3 of the wafer 104 at 148 °, 81 °, and 81 °. If the notch 104a is not found, the notch 104a is located somewhere in the unsearchable areas D1 to D3. In this case, all the wafers are once picked up by the pick-up pole 110, and only the support pole 105 is rotated by a predetermined angle to return the wafer 104 onto the support pole 105. By this operation, the notch position can be shifted with respect to the support pole 105, and the notch 104a enters any one of the searchable regions R1 to R3 from the non-searchable region. Thereafter, the searchable areas R1 to R3 are searched again. After the notches of all the wafers 104 are detected, the operation of aligning the notches 104a with a predetermined position is started. First, it is determined whether or not the notch position is within the θ range. This determination is made based on the detected angular position data of the notch 104a. If within the θ range, the wafer 104 is rotated so that the notch 104a comes to the notch alignment position S as it is, and is placed on the scooping pole 107. If it is not within the θ range, the notch 104a cannot be moved to the notch alignment position S by one rotation because of the movable range, so the notch position is shifted little by little. In practice, the wafer 104 is once picked up, the support pole 105 is rotated by a required angle in a direction opposite to the direction in which the notch position is moved, the wafer 104 is returned to the support pole 105, and the notch position of the support pole 105 is aligned with the notch. The notch position is shifted by rotating the required angle so as to approach the position S. By repeating this, the notch position falls within the θ range, so that the notch 104a can be aligned with the notch alignment position S. At this time, the notch 104a is moved in the direction of the shortest path. That is, in FIG. 10A, if the notch 104a is on the right half side, the notch 104a is moved in the clockwise direction, and if it is on the left half side, the notch 104a is moved in the direction opposite to the clockwise direction. In the case of this figure, since the notch 104a is on the left half side, it is moved in the opposite direction to the clock. The shortest path is selected based on the angular position data recorded.
[0142]
FIG. 9 is a block diagram of a control unit that controls a mechanism for performing the above-described notch alignment. The control unit includes a control circuit 150, drivers 151 and 152, and electromagnetic valves 153 and 154, and has the following functions.
[0143]
Controlling the rotation of the motor 106 of the substrate support mechanism to detect notches of each wafer by rotating a plurality of wafers at once;
(A) controlling rotation of the motor 106 of the substrate support mechanism in order to perform wafer alignment (notch alignment) one by one based on the detected value of the notch of each wafer;
(B) When the alignment of one wafer 104 is completed, an individual alignment end signal is output,
(C) Based on the individual alignment end signal, control the motor 112, the slide mechanism 113, and the air cylinder 115 of the substrate retracting mechanism in order to sequentially retract the wafers 104 that have been aligned from the substrate support mechanism one by one,
(D) After the alignment of the wafer 104 is withdrawn, the controls (a) to (c) are performed on the remaining wafer 104,
(E) When the alignment of all wafers is completed, an all alignment end signal is output,
(F) Based on the all alignment end signal, the substrate support mechanism motor returns the substrate support mechanism to the initial state before the notch detection in a state where all the aligned substrates are retracted by the substrate retract mechanism. Control the rotation of 106,
(G) The motor 112, the slide mechanism 113, and the air cylinder 115 of the substrate retracting mechanism are controlled in order to return the plurality of aligned wafers that have been retracted to the substrate supporting mechanism.
[0144]
A series of detailed flows based on the control unit described above are shown in the flows of FIGS.
[0145]
The five wafers 104 are collectively loaded into the substrate alignment apparatus 100 by the wafer transfer device 256 and transferred onto the three support poles 105 (step 201). After the transfer, in order to detect the notch, the support pole 105 is rotated 180 ° to the notch detection start position to change from the state of FIG. 7A to the state of FIG. 7B (step 202). The sensor pole 117 is advanced and the optical sensor 116 is inserted into a position where notch detection is possible (step 203). This is the preparation for notch detection.
[0146]
Next, the notch detection operation for the searchable area is started. In other words, five notches 104a are searched in a batch with respect to a range (first region R1) of an angle of 148 ° between the support poles 105 of the wafer 104 (step 204). After the notch search, the sensor pole 117 is retracted and the sensor 116 is removed (step 205). This is to avoid interference with the support pole 105 when moving to a search for another region and interference with the wafer 104 when scooping up the wafer 104.
[0147]
Here, it is determined whether or not the notches 104a of all the wafers 104 have been detected (step 206). If it is detected, the process proceeds to step 213, and the scooping pole 107 is inserted into a scooping position. If not detected, the process proceeds to step 207, and a notch detection operation is performed for the next area of the wafer having an angle of 81 ° (second area R2). It is determined whether the notches 104a of all the wafers 104 have been detected (step 208). If it is detected, the process proceeds to step 213 described above. If not detected, the process further proceeds to step 209, and a notch detection operation is performed for the remaining region of the wafer 104 having an angle of 81 ° (third region R3).
[0148]
It is determined whether notches have been detected for all wafers (step 210). If it is detected, the process proceeds to step 213 described above. If not detected, the process proceeds to step 211 on the assumption that the notch 104a is present in any one of the three non-searchable areas D1 to D3 described above, and the scooping pole 110 is inserted into the scoopable position. Then, the notch position is shifted with respect to the support pole so that the notches 104a in the unsearchable areas D1 to D3 enter the searchable areas R1 to R3 (step 212). After moving the notch 104a existing in the non-searchable area to the searchable area in this way, the process returns to step 203, and the above-described notch detection operation (steps 203 to 210) for the searchable area is performed again. . With the above operation, the notches 104a of all the wafers 104 can be detected.
[0149]
When the notch positions of all the wafers 104 are detected, the scooping pole 110 is inserted into the scooping position as described above (step 213). After the processing of step 213, the notch alignment and scooping operations are performed. Proceed to step 214. Here, it is determined whether or not the notch position of the wafer 104 that has not finished scooping operation and is in the lowest stage is within the range of θ (60 °) (step 214). This determination is made based on the stored angular position data of the notch. If it is not within the θ range, the relative position of the notch 104a with respect to the support pole is shifted by a required amount and the notch 104a is placed in the region within the θ range (step 218), and the process returns to step 214 described above.
[0150]
If it is within the θ range, the support pole 105 is rotated so that the notch position of the wafer 104 in the lowermost stage is the notch position S to be finally aligned in the wafer 104 that has not finished scooping operation. (Step 215). Then, the wafer 104 after the notch alignment is scooped up (step 216). Next, it is determined whether there is a wafer 104 that has not been scooped up (step 217). If there is an unfinished wafer 104, the process returns to step 214 described above, and steps 214 to 217 are repeated until scooping of all the wafers is completed.
[0151]
When the scooping of all the wafers 104 is completed, the process proceeds to step 219, where the support pole 105 is moved to the notch detection start position (the state shown in FIG. 7B) while scooping the wafer 104 by the scooping pole 110. Rotate. Thereafter, the wafer 104 on the scooping pole 110 is placed on the support pole 105 (step 220), and the scooping pole 110 is retracted (step 221). Then, the support pole 105 is rotated to the origin position and returned to the position of FIG. 7A (step 222). Finally, the wafer transfer is performed by the wafer transfer device 256 (step 223).
[0152]
Details of the individual processing steps 207, 209, 212, and 218 described above will be described with reference to FIG.
(A) Step 207 (notch detection operation for the second region)
The support pole 105 is rotated by a required amount so that the second region of the wafer 104 can be searched (step 2071). The optical sensor 116 is inserted (step 2072), and the notch 104a is searched only for the undetected wafer with respect to the 81 ° range between the support poles 105 of the wafer 104 (step 2073). After the search, the optical sensor 116 is moved backward (step 2074).
[0153]
(B) Step 209 (notch detection operation for the third region)
The support pole 105 is rotated by a required amount so that the remaining third region of the wafer 104 can be searched (step 2091). The optical sensor 116 is inserted (step 2092), and the notch 104a is searched only for the undetected wafer with respect to the 81 ° range between the support poles 105 of the wafer 104 (step 2093). After the search, the optical sensor 116 is moved backward (step 2094).
[0154]
(C) Step 212 (Operation for shifting the notch position so that the notch in the undetectable area enters the searchable area)
The wafer 104 on the support pole 105 is scooped up by the scooping pole 110 (step 2121). Thereafter, the support pole 105 is rotated by a predetermined amount so that the notch 104a enters the searchable region (148 °, 81 °, 81 °) from the non-searchable region. At this time, for the notch-detected wafer, the data is corrected so that the amount rotated here is reflected in the detected notch position data. Specifically, the amount of rotation is added to the detected notch position data (step 2122). The predetermined amount by which the support pole 105 is rotated is (360 ° − (148 ° + 81 ° + 81 °)) / 3 = 16.7 ° or more. After a predetermined amount of rotation, the scooping pole 110 is lowered to return the wafer 104 onto the support pole 105, and the scooping pole 110 is retracted (step 2123).
[0155]
(D) Step 218 (operation to put the notch of the wafer into an area within the θ range)
The wafer 104 on which the scooping operation on the support pole 105 has not finished is scooped up and retracted by the scooping pole 110 (step 2181). The support pole 105 is rotated by a required amount in the direction opposite to the direction in which the notch 104a is moved (step 2182), the scooping pole 110 is lowered, and the wafer scooped in the previous step is returned to the supporting pole (step 2183). Thereafter, the support pole 105 is rotated in a direction (clockwise or counterclockwise) where the notch 104a becomes the shortest path from the notch position to the notch alignment position (step 2181). As described above, the shortest path is determined by the stored angular position data of the notch 104a. That is, in FIG. 10A, when the notch 104a is on the left half side, the notch 104a is rotated in the opposite direction to the clock, and when it is on the right half side, it is rotated in the clockwise direction. Thereafter, the process returns to step 214 to determine whether the notch position is within the θ range. If not, steps 2181 to 2184 are performed again, and this step is repeated until the notch position falls within the θ range.
[0156]
FIG. 14 shows how the wafer 104 for which notch position detection has been completed is rotated by a required amount in steps 214 to 218 and the notch 104a is aligned on the line OB (see FIG. 7). The dotted line in the figure represents the rotational transition of the support pole 105. Also, the alternate long and short dash line in the figure is a straight line passing through the notch 104a and the center of the wafer, and represents the rotational transition of the wafer 104. The reason why the diameter of the wafer 104 is drawn with a dotted line or an alternate long and short dash line is for easy understanding of the rotational change of the wafer relative to the support pole. In the actual operation, the scooping pole 110 is inserted inward in the wafer radial direction, but the scooping pole 110 is drawn in a retracted state for easy understanding of the operation.
[0157]
After detecting the notch positions of all the wafers 104, whether or not the notch positions of the wafers 104 for which notch alignment is performed (the wafers 104 that have not finished scooping operation and are in the lowest stage) are within the θ range. Is determined from the stored angular position data. If it is not within the θ range, it is determined from the stored angular position data whether it is on the right side or the left side of the line AB (see FIG. 7). When it is on the right side, the wafer 104 is rotated by the required amount in the direction opposite to the clockwise direction, and when it is on the left side, the wafer 104 is rotated clockwise by a required amount so that the shortest path is taken when moving the notch 104a onto the line OB.
[0158]
It is assumed that the notch position of the wafer 104 is in the lower left in the initial state (the state after notch detection and before notch alignment) (FIG. 14A). In this case, since the notch 104a is not within the θ range and is on the left side of the line AB, the wafer 104 is rotated clockwise by a required amount so that the notch 104a moves on the line OB along the shortest path. Once the wafer 104 is picked up, only the support pole 105 is rotated by a required amount in the counterclockwise direction, which is the direction opposite to the direction in which the notch 104a is moved. Therefore, in this operation, the notch position of the wafer 104 does not move (FIG. 14B). The wafer 104 is returned to the support pole 105, and the support pole 105, that is, the wafer 104 is rotated by a predetermined amount in the clockwise direction. As a result, the notch position moves clockwise by the required amount (FIG. 14C). The wafer 104 is picked up again, and the support pole 105 is rotated by a required amount in the counterclockwise direction opposite to the direction in which the notch 104a is moved (FIG. 14D). The wafer 104 is returned to the support pole 105 and the wafer 104 is rotated clockwise. As a result, the notch position moves further clockwise (FIG. 14E). In this way, the notch position is shifted so as to fall within the θ range, and finally fit on the line OB.
[0159]
In the description so far, the wafer 104 is first picked up once and only the support pole 105 is rotated in a direction opposite to the direction in which the notch is shifted. However, the wafer 104 is placed before this operation. In this state, the support pole 105 may be rotated in the direction in which the notch position becomes the shortest path to the line OB.
[0160]
In the first embodiment, the wafer mounting turntable required for each wafer is eliminated, and instead of this, a support pole 105 is provided to support the wafer, and a scooping pole is provided to provide a notched wafer. Can be evacuated so that a plurality of wafer notches can be aligned together. In addition, when the notch is aligned, the substrate outer peripheral portion 104b is supported by the taper portion 99, so that it is supported in a line contact state or a point contact state. Since the generation of particles is reduced and the substrate outer peripheral portion 104b is supported, the adhesion of particles to the back surface of the wafer can be greatly reduced.
[0161]
However, the operation of the substrate alignment apparatus of the first embodiment described above is still complicated and the alignment speed is not so fast. Further, since the driving unit such as the motor 106 is installed below the wafer 104, there is a problem that the height of the apparatus becomes high. Therefore, in the second embodiment described below, the above-described problem is solved by introducing an individual turntable system.
[0162]
Second embodiment (FIGS. 15 to 18)
This is a substrate alignment apparatus capable of detecting five wafers at a time by preparing five motors corresponding to the number of wafers without causing the notches of a plurality of wafers to contact the wafers.
[0163]
As shown in FIG. 15, the substrate alignment apparatus includes a box 300 having five stages of shelves 301 to 305 including an upper plate 301 and a lower plate 306, and the front surface of the box 300 is opened and opened. It is a formula. Turntables 307 having the same rotation center are respectively attached to the upper surfaces of the five shelves 301 to 305 so that the notches of the five wafers can be detected. Each turntable 307 can be rotationally driven independently, and a timing belt 308 and a motor 309 are used for the drive mechanism. Each motor 309 is provided not on the side of the turntable 307 but on the side. Each of the shelves 301 to 305 has a function as a prevention plate for preventing generated particles from adhering to the lower wafer surface in addition to the function as a mounting plate for the turntable 307. Further, the front corner portions of the respective shelves 301 to 305 are cut and serve as the inlet / outlet of the wafer 104.
[0164]
In addition, in the illustrated example, the mounting state of each motor 309 is distributed such as the front and back surfaces of the shelves 301 to 305 or the left and right sides of the box body 300, but this has a motor length, so it fits in the minimum space. This is because of the arrangement. Here, the interval between the turntables is kept within 30 mm.
[0165]
Three support pins 310 are attached to the outer peripheral portion of the surface of each turntable 307 so as to be distributed at approximately 120 ° intervals so as to support the outer peripheral portion of the wafer. Further, an optical sensor 311 is attached to the back of each of the shelves 301 to 305 on the side opposite to the wafer insertion port so that the notches of the five wafers supported by the support pins 310 can be detected.
[0166]
FIG. 16 is a side view showing details of the drive mechanism of the turntable 307, and FIG. 16A is an embodiment (corresponding to the uppermost stage) in which the motor 309 is provided on the side of the turntable 307. FIG. 16B is a comparison diagram assuming a case where a motor 309 is provided directly below the turntable 307. However, FIG. 16B is upside down for convenience of comparison.
[0167]
As shown in FIG. 16A, the pulley 313 is engaged with the rotating shaft 314 of the turntable 307, while the pulley 312 is also engaged with the drive shaft 315 of the motor 309, and the timing belt 308 is stretched between the pulleys 312 and 313. Has been established. The timing belt 308 is placed along the gap between the turntable 307 and the shelf 301. When a motor 309 is provided on the side of the turntable 307 and the rotary shaft 314 and the drive shaft 315 are arranged in parallel, a part of the height (thickness) of the motor 309 including the drive shaft 315 is equal to the thickness of the turntable 307. Absorption and the fact that the drive shaft 315 and the rotary shaft 314 do not have to be connected in series cause the device height La to be reduced, and the size of the device can be reduced. On the other hand, when there is a motor 309 below the turntable 307 as shown in FIG. 16B, the connection length between the drive shaft 315 of the motor 309 and the rotation shaft 314 of the turntable 307, and the height of the motor 309. Protrudes as the height of the part as it is, so that the apparatus height Lb is increased and the apparatus is enlarged.
[0168]
FIG. 17 shows details of the optical sensor 311 and the support pin 310. The optical sensor 311 has a U-shaped cross section, and the outer peripheral portion 104b of the wafer 104 is received in an opening 316 having a U-shaped cross section. The U-shaped upper part is provided with a light emitting part 311a and the lower part is provided with a light receiving part 311b. When the notch comes to the opening 316 and the amount of light received by the light receiving part 311b changes, the notch position can be detected.
[0169]
The diameter of the turntable 307 is slightly smaller than the diameter of the wafer 104 placed thereon, and the support pins 310 protrude radially outward from the outer periphery of the turntable 307 so as to support the outer periphery 104b of the wafer 104. It has become. By forming the support pins 310 that support the outer peripheral portion 104b of the wafer 104 in this way, the support pins 310 and the optical sensor 311 are prevented from interfering with each other, so that the wafer 104 can be rotated without restriction and the notch alignment is performed. Can be performed easily and at high speed.
[0170]
The support surface for supporting the wafer 104 of each support pin 310 is a tapered portion 317, whereby the wafer center and the rotation center of the turntable 307 can be easily aligned to automatically correct the eccentricity of the wafer 104. Further, by supporting the substrate outer peripheral portion 104b with the taper portion 317, adhesion of particles to the wafer back surface is prevented.
[0171]
Further, as shown in the figure, the support pin 310 has a substantially L shape, and is attached to the outer peripheral portion of the turntable 307 so as to be laid down with the bent portion 318 facing down. The recess of the L-shaped bent portion 318 serves as a relief portion of the light receiving portion 311b from which the optical sensor 311 protrudes. When such a relief portion is formed, the facing distance between the light emitting portion 311a and the light receiving portion 311b can be shortened, so that the apparatus can be miniaturized.
[0172]
The escape portion is not essential. Even if there is no escape portion for the sensor on the back surface side, the support pin 310 is provided between the light emitting portion 311a and the light receiving portion 311b of the optical sensor 311, and the support pin 310 may not interfere.
[0173]
Next, the operation procedure of the 5-sheet batch substrate alignment apparatus having the above-described configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0174]
Five wafers 104 are put into a substrate alignment apparatus by a five-wafer batch wafer transfer machine and transferred to each turntable 307 (steps 401 and 402). Each turntable 307 is rotated independently, and a notch is detected by each optical sensor 311 (step 403), and the notch is aligned with a predetermined position (step 404). When the notch alignment of all five turntables 307 is completed, the wafer 104 is unloaded from the substrate alignment apparatus by the wafer transfer device. In the above-described notch alignment method, the wafer is rotated and the notch is detected in the first round. However, when the notch is detected, the notch is decelerated, the rotation is stopped, and the excessive amount is returned. At first glance, the operation is such that the notches are detected at the same time.
[0175]
As described above, in the second embodiment, the outer peripheral portion 104b of the wafer 104 is supported by the tapered portion 317 of the support pin 310 provided on the turntable 307, the wafer 104 is rotated, and the notch 104a of the wafer 104 is detected without contact. In addition, since they are aligned, the generation of particles can be reduced, and the adhesion of particles to the back surface of the wafer can be effectively prevented. In addition, since the motor 309 for rotating the turntable 307 is provided for each turntable 307 and operates independently, even if the notch positions are not uniform, the individual motors 309 are not restrained by other wafers for alignment. It can correspond to. In addition, the motor 309 is not disposed directly under the wafer 104 but is provided on the side of the turntable 307 so that the driving force is transmitted to the turntable 307 using the timing belt 308, so that the apparatus height can be lowered. Thus, the structure is relatively simple, the rotation is not restricted, and the notch position detection speed is very fast due to the batch alignment.
[0176]
However, even in the case of the second embodiment, there are the following problems when the notch overlaps on the support pin 310 or when the support pin 310 comes to the tweezer insertion position after the notch alignment. For example, as shown in FIG. 19, if the support pin 310 overlaps the notch position, the support pin 310 blocks the optical path of the optical sensor, so that the notch position cannot be detected. Further, as shown in FIG. 20, since the turntable 307 is rotated for the notch alignment, the position of the support pin 310 is shifted, and the support pin 310 comes to the entry position of the tweezer 257 of the wafer transfer device 256. May be an obstacle to entry. In such a case, it is necessary to make the origin of the turntable 307 to allow the tweezer 257 to enter, but this causes a problem that the alignment of the notches is disturbed even though the corner notch alignment is performed.
[0177]
Therefore, in the third embodiment described below, in the case described above, all the wafers are picked up and retracted, and the turntable is rotated by a predetermined amount to shift the position of the support pins to solve the above-described problem. ing. This scooping mechanism incorporates the concept of the first embodiment.
[0178]
3rd Embodiment (FIGS. 21-29)
This is a substrate alignment apparatus capable of aligning the notch even when the notch of the wafer overlaps with the support pin of the turntable.
[0179]
The basic configuration shown in FIG. 21 is the same as that of the substrate alignment apparatus of the second embodiment shown in FIG. The difference is that a substrate retracting mechanism for scooping up and retracting the wafer used in the first embodiment is provided, and when the notch and support pins overlap, the wafer is once scooped up and retracted while only the turntable is shifted. In other words, the wafer is placed again on the shifted turntable to prevent the support pins from overlapping. In addition, even when the support pin closes the tweezer approach path after alignment, only the turntable is shifted to release the tweezer approach path.
[0180]
Three scooping poles 321 are provided upright on the outer periphery of a five-stage turntable 307 so as to be movable up and down. The standing direction is parallel to the rotation axis of the turntable 307. On the scooping pole 321, scooping support pins 322 that support the outer peripheral portion of the wafer at a constant pitch in the length direction and scoop the wafer are projected in the form of an arm toward the center of rotation. In FIG. 21, the scooping support pin 322 is illustrated as overlapping the support pin 310 provided on the turntable 307. The wafer support surface of the scooping support pins 322 is a wafer receiving edge surface with a slight taper angle as in the first embodiment.
[0181]
The three scooping poles 321 pass through the shelves 301 to 305 and are integrally attached to a base 323 provided in a space formed between the lower shelf 305 and the lower plate 306. The base 323 is moved up and down by an air cylinder 324. The scooping pole 321 simply moves up and down and does not rotate or advance. As the scooping pole 321 rises, scooping support pins 322 are locked to the outer peripheral portion of the substrate, and the wafer is scooped up from the substrate support pins 310. The scooped wafer is returned to the substrate support pins 310 when the scooping pole 321 is lowered.
[0182]
The mounting situation of each motor 309 that rotates the turntable 307 is as described in the second embodiment, but here, another motor arrangement and mounting situation will be described. More specifically, it is as shown in FIG. Since the wafer 104 and the motor 309 interfere with each other at the time of loading, the motor 309 cannot be arranged on the arrow side from the line Z. As shown in FIG. 22B, the interval between the shelves 301 to 305, that is, the interval between the turntables 307 needs to be within 30 mm due to the restriction of the pitch changing mechanism of the transfer machine 256. If you try to align the axis of the upper stage motor (second stage motor (2)) 309 and the lower stage motor (fourth stage motor (4)) 309, the motors interfere with each other and fit within 30 mm. Therefore, the motor positions are shifted from each other (FIG. 22A). The reason why the motor 309 is located at the corner is to take a distance so that the timing belt 308 connecting the center of the turntable 307 and the motor shaft can enter. The reason why the odd-numbered and even-numbered motors 309 are arranged separately on the left and right is to prevent the motors from interfering with each other so that each stage is within 30 mm.
[0183]
FIG. 23 is a detailed explanatory view of the substrate alignment apparatus of FIG. 21, wherein (a) is a plan view and (b) is a vertical sectional view of the lowest stage. A support pin position sensor 325 shown in FIG. 23A is a sensor used to determine the origin of the turntable 307. As will be described later, the origin of the turntable 307 is obtained with this sensor signal. Interference between the upper support pin 310 and the tweezers can be prevented. As shown in FIG. 23B, the scooping cylinder 324 drives the base 323 to move the scooping pole 321 up and down, but the guide 327 is parallel to the lifting rod 326 of the cylinder 324. It is provided and the guide 327 is moved up and down smoothly.
As shown in FIG. 24, the scooping poles 321 of the third embodiment are provided with scooping support pins 322 at equal intervals in the length direction, and when scooping up the wafer 104, five scooping pins are scooped together. Yes. Note that the wafer support surface of the scooping support pins 322 is a wafer receiving surface with a slight taper angle, as in the first embodiment, and supports the outer periphery of the wafer.
[0184]
Now, in the configuration described above, the notch alignment operation including the case where the notch position cannot be detected due to the notch of the wafer 104 being placed on the support pin 310 in an overlapping manner will be described with reference to FIGS.
[0185]
As shown in FIG. 27, five wafers 104 are put into the substrate alignment apparatus by a five-sheet batch wafer transfer machine, and transferred to each turntable 307 (steps 501 and 502). After the transfer, the turntable 307 is rotated to detect the notch 104a (step 503). After the notch detection, notch alignment is performed in parallel for the wafer 104 from which the notch 104a is detected (step 504). In the present embodiment, as in the second embodiment, when the notch 104a is detected, the turntable 307 is decelerated, stopped to rotate, and controlled to return the excess amount, so that the notch 104a is detected. At first glance, the wafer 104 is operated to detect the notch 104a and simultaneously align the notch 104a. Thereafter, it is determined whether the notches 104a of all the wafers 104 have been detected (step 505). Here, when the notches 104a of all the wafers 104 are detected, the notch alignment of all the wafers 104 is completed at this point, and the process jumps to step 509. If the notches 104a of all the wafers 104 are not detected, it means that there is a wafer 104 where the support pins 310 of the turntable 307 and the notches 104a overlap each other. Therefore, an operation for eliminating the overlap is performed on the wafer 104. First, the scooping pole 321 is raised by the operation of the air cylinder 324, and all the wafers 104 (FIG. 25A) supported by the support pins 310 of the turntable 307 are once scooped up and retracted by the scooping pole 321. (FIG. 25B, (step 506)).
[0186]
While all the wafers 104 are retracted, the support pins 310 of the turntable 307 of the wafer 104 where the notch 104a is not detected are rotated by a predetermined amount to stop the turntable 307 (step 507). As shown in FIG. 26, when the turntable is stopped, the support pin 310 and the scooping support pin 322 are stopped at a position shifted by an angle δ. Therefore, the overlap between the support pin 310 and the notch can be eliminated. In this state, the air cylinder 324 is reversely operated, the scooping pole 321 is lowered (step 508), and the wafer 104 is transferred to the support pins 310 (FIG. 25A). As a result, the notch position can be detected.
[0187]
When the overlap between the support pin 310 and the notch 104a is eliminated and the notch 104a can be detected, the process returns to step 503, and the above-described series of notch detection and notch alignment operations are performed again on the wafer 104 where the notch 104a is not detected. (Steps 503 to 505). With the above operation, notch alignment of all the wafers 104 can be performed.
[0188]
After notching all the wafers, all the wafers 104 are retracted (step 509), and each turntable 307 is rotated by a required amount during the retracting to return the origins of all the turntables (step 510). This return to origin is always performed every time after notch alignment regardless of whether or not there is a support pin at the tweezer carry-in position so that the next notch alignment can be performed. Thereafter, the wafer is returned to the turntable 307 (step 511). Then, the wafer 104 is smoothly discharged using a wafer transfer machine (step 522).
[0189]
As described above, even when the notch of the wafer 104 taken out of the hoop by the wafer transfer machine is placed on the support pins of the substrate alignment device, the substrate alignment having the substrate retracting mechanism makes it possible to maintain a certain level. The notch can be aligned to the position. In addition, even after the notch alignment of all the wafers, even if the support pin position of the turntable is in the entrance path of the tweezers, all the wafers are lifted once by the scooping mechanism, and the turntable on which nothing is placed, Rotate only the required amount and return the origin. Thereafter, the wafer lifting mechanism is lowered, and the wafer is placed again on the turntable on which the origin has been aligned.
[0190]
In the third embodiment, when the notch cannot be detected because the notch overlaps with the substrate support pin, the overlap is eliminated using the substrate retracting mechanism, but the overlap remains as shown in FIG. However, if the support pin 330 is formed of a material that is transparent to the light of the optical sensor, the notch can be detected without using the substrate retracting mechanism. Even if the notch 104a overlaps the support pin 330, the support pin 330 is transparent, so that the notch 104a can be detected without blocking light. The material of the support pins 330 is preferably quartz glass or the like. The advantage of using a transparent material for the support pin 330 is that the notch 104a can be detected even when the notch 104a and the support pin 330 overlap with each other, and the operation of detecting the notch again becomes unnecessary. The time can be shortened. However, even in this case, there is a problem of interference between the support pins 330 on the turntable 307 and the transfer machine tweezers entering the substrate alignment apparatus, so that a substrate retracting mechanism is necessary.
[0191]
The first embodiment described above is based on the premise that the notch position is in the predetermined angle θ range in principle. However, the second and third embodiments do not have such a restriction and can detect where the notch is located. It is. In addition, although the flow of the control part of 2nd and 3rd embodiment was demonstrated, the control block diagram was abbreviate | omitted. The control block is basically configured similarly to the first embodiment (see FIG. 9).
[0192]
In the first embodiment, notch positions are detected, and the notches are sequentially aligned with predetermined positions one by one based on the detected angular position data of the notches. The notch alignment time is 36 seconds / 5. It was a sheet (7.2 seconds / sheet). In the second and third embodiments, the notch position is detected and the notches are collectively aligned with a predetermined position based on the detected angular position data of the notch. In the second and third embodiments, 19 seconds / 5 sheets (3.8 seconds / sheet). ) And even better results. However, the value in the third embodiment is the case where the notch and the support pin do not overlap, or the support pin 330 is made of a transparent material, and the notch 104a and the support pin 330 overlap. It is the shortest time. If the material is not a transparent material and there is an overlap between the notch and the support pin, it is 30 + α seconds / 5 sheets (6 + α ′ / sheet). Note that the above notch alignment time is only an example when this device is used, and it can be performed in a shorter time if the rotation speed, scooping speed, etc. are changed within a range that does not cause defects such as wafer displacement. is there.
[0193]
Note that the number of support poles and scooping poles is preferably three in terms of stability of wafer support, but may be four or more. In the present embodiment, the substrate transfer device is used at the time of loading and unloading the wafer with respect to the substrate alignment apparatus, but when the inter-wafer pitch of the substrate alignment apparatus is different from the inter-wafer pitch of the hoop or boat, Accordingly, it is necessary to change the pitch between the tweezers of the substrate transfer machine.
[0194]
【Example】
Here, the specific configuration of the substrate alignment apparatus of the first embodiment and the values of the pitches P1 and P2 in the case of simultaneous detection of five sheets will be described.
(1) Substrate alignment device
FIG. 31 is a perspective view of a specific substrate alignment apparatus according to the first embodiment.
[0195]
The substrate alignment apparatus has a two-story structure. The first floor is a mechanism chamber 601 that houses a mechanism for moving the scooping pole 610 up and down, and the second floor is an alignment mechanism portion 602 that performs notch alignment.
[0196]
The alignment mechanism unit 602 on the second floor is provided on a turntable 603 that is rotatably provided on the mechanism chamber 601, and is erected on the outer periphery of the turntable 603 so that five wafers are stacked horizontally and supported. Three support poles 605, a triangular plate 609 supported on the top of the three support poles 605 and covering the surface of the five wafers supported by the support poles 605, and forward and backward with respect to the radial direction of the turntable 603 The optical sensor 618 includes five optical sensors 618 for detecting notches. The optical sensor 616 detects a notch of the wafer, and a turntable driving motor 606.
[0197]
The mechanism room 601 on the first floor includes a housing 600 having a top plate 611 and a bottom plate 619 cut by one corner of a quadrangle and having an irregular pentagon, and two front surfaces of the housing 600 are open. Inside the opened housing 600 is a substantially disc-shaped horizontal plate 613 that can be moved up and down, and is erected on the outer periphery of the horizontal plate 613. The initial state is retracted in the mechanism chamber 601; At the time of notch alignment, three scooping poles 610 that rise to the scooping position on the second floor, three cylinders 615 that advance and retract each scooping pole 610 in the radial direction, a ball screw 616 inserted through a horizontal plate 613, A ball nut (not shown) attached to the horizontal plate 613 and attached to the ball screw 616, and a motor 612 for rotating the ball screw 616 are provided.
[0198]
The scooping pole 610 is retracted in the mechanism room 601 on the first floor in the initial state because the scooping pole 610 interferes with the wafer when the wafer is loaded if the scooping pole 610 is in the scooping position on the second floor, in order to avoid this. It is. That is, as shown in FIG. 32, when the wafer is transferred, the scooping pole 610 exists within the operation range in which the wafer 104 is transferred, and therefore the scooping pole 610 must be retracted. For this reason, the above-described retraction operation of the scooping pole 610 is required, and the wafer transfer is always performed at the retraction position.
[0199]
When the motor 612 is driven, the ball screw 616 rotates, and the horizontal support plate 613 rises along the ball screw 616. As the horizontal support plate 613 rises, the scooping pole 610 rises from the retracted position on the first floor and rises to a position where scooping can be done on the first floor. The cylinders 615 attached to the horizontal support plate 613 are operated to move each scooping pole 610 radially inward, and the scooping support pins are slid under the outer periphery of the wafer 104. When the motor 612 is driven again to raise the scooping pole 610, the wafer 104 supported by the support pole 605 is scooped up and transferred to the scooping pole 610.
[0200]
11 and 112 when the notch alignment is performed using the substrate alignment apparatus having the above-described configuration, in step 202, after the support pole 605 is rotated to the notch position start position, the scooping pole 610 is further rotated. In step 221, the scooping pole 610 is retracted and then is further lowered and retracted to the first-floor mechanism chamber 601. Note that the operation of raising the scooping pole 610 to a scoopable position may be performed at any time as long as it is before step 201 and before 211.
[0201]
(2) Pitch P1, P2
When the wafers 104 are actually scooped up one by one in order, in order to avoid interference between the wafer 104 and the scooping support pins 111 and the substrate support pins 107, the wafer deflection ε, the wafer 104 and the scooping support pins 111, and the substrate support pins 107 It is necessary to take into account the gaps. Here, an example of a method for determining the pitch P1 of the scooping support pins 111 and the pitch P2 of the substrate support pins 107 for actually scooping up the wafers 104 one by one in consideration of them will be described.
[0202]
In FIG. 8, the scooping support pins 111 are arranged in order from the bottom, S1, S2,..., S5, the substrate support pins 107 are arranged in order from the bottom, K1, K2,. W2,..., W5, the thickness of the scooping support pins 111 is s, the thickness of the substrate support pins 107 is k, the thickness of the wafer 104 is w, and the wafer deflection is ε.
[0203]
In FIG.
(1) A gap between the lowermost scooping support pin S1 and the lowermost wafer W1 in the initial state (FIG. 8A),
(2) In a state where the m-th wafer (m is a positive number from 1 to 4) is scooped up, the gap between the scooped wafer Wm and the substrate support pin Km, the next scooped wafer W (m + 1) and the wafer A gap with the scooping support pin S (m + 1) (m = 1 in FIG. 8B),
(3) The gap between the uppermost wafer W5 and the uppermost substrate support pin K5 when the final (fifth) wafer is scooped, and the lowermost wafer W1 and the second lowest substrate support pin K2 Gap (FIG. 8 (d)),
Is △ L respectively.
P2 = P1 + 2ΔL (4)
4P1 = 3P2 + k + w + 2ΔL (5)
The following equation holds.
[0204]
Here, the gap ΔL needs to be at least the wafer deflection amount ε so that the wafer 104, the substrate support pins 107, and the scooping support pins 111 do not interfere with each other (FIG. 33). Let L = ε + ΔL ′. The wafer deflection was assumed to be ε = 0.3 mm and a margin ΔL ′ ≧ 1 mm, and ΔL = 2 mm was set at the time of design.
[0205]
The scooping pitch is 2ΔL = 4 mm from FIG. If s = k = 2 mm, w = 0.775 mm, and w = 0.775 mm is about 1 mm, equations (4) and (5) are as follows.
P2 = P1 +4
4P1 = 3P2 +7
Therefore, P1 = 19 mm and P2 = 23 mm, and the pitch P1 of the scooping support pin 111 of the scooping pole 110 and the pitch P2 of the substrate support pin 107 of the support pole 105 are determined.
[0206]
However, the values of the margin ΔL ′, the scooping support pin 111 thickness s, and the substrate support pin 107 thickness k shown here are just examples, and the wafer deflection amount ε and the wafer 104 thickness w are the wafers. Depending on conditions such as the type, material, size, etc., it may vary. Therefore, the pitch P1 of the scooping support pin 111 of the scooping pole 110 and the pitch P2 of the substrate support pin 107 of the support pole 105 can be set to various values.
[0207]
In relation to the deflection of the 12-inch wafer, it is not always clear how much the clearance ΔL with the wafer should be set when designing the notch aligner. Therefore, it was assumed that the interval at which the substrate support pole was rotated and not interfered when the wafer was picked up was 2 mm. This is because it is considered that the existence of the deflection becomes irrelevant if a gap of 6 times or more of 0.3 mm of the wafer deflection is taken.
[0208]
Further, here, the spacing between the scooping support pins 111 and the spacing between the substrate support pins 107 is described as being constant. However, if the wafers after notch alignment can be scooped up one by one, the spacing is not equal. It doesn't matter.
[0209]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the substrate is supported not by the back surface but by the outer peripheral portion of the substrate, particles do not adhere to the back surface of the substrate. Further, by having a support pole that can support a plurality of substrates, a plurality of substrates can be aligned at once. Further, by providing a plurality of turntables on which the substrate is placed, a plurality of substrates can be aligned at the same time. Further, the throughput can be improved by aligning the substrates using the idle time of the substrate transfer device. In particular, by providing a substrate retracting mechanism, even if a problem such as an orientation flat or notch overlapping with a substrate support portion occurs, the problem can be resolved and the orientation flat or notch of the substrate can be aligned at a certain position. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a substrate alignment apparatus of a semiconductor manufacturing apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a front view of the same according to the first embodiment.
FIGS. 3A and 3B are front views of main parts according to the first embodiment, in which FIG. 3A shows a support pole and FIG. 3B shows a scooping pole.
FIG. 4 is a front view of a main part for explaining the relationship between the scooping pole and the wafer according to the first embodiment.
FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams of a relationship between a sensor pole and a wafer for detecting a notch according to the first embodiment, in which FIG. 5A shows a retracted state and FIG. 5B shows a state in which the sensor is fed in the wafer direction; .
6A and 6B are explanatory diagrams of the principle of the optical sensor according to the first embodiment, in which FIG. 6A is a positional relationship between the wafer and the optical sensor, and FIG.
FIGS. 7A and 7B are correlation diagrams of a support pole, a scooping pole, an optical sensor, and a wafer according to the first embodiment. FIG. 7A is a diagram when the wafer is loaded, and FIG. It is.
FIGS. 8A and 8B are operation explanatory views of the scooping pole according to the first embodiment, in which FIG. 8A shows the first wafer when the first wafer is aligned, and FIG. 8B shows the first wafer after the alignment. (C) is when scooping up the second wafer after alignment, and (d) is scooping up the fifth wafer after alignment.
FIG. 9 is a block diagram of a control unit that controls the mechanism of the first embodiment;
10A is an explanatory diagram of interference between a support pole and a scooping pole, and FIG. 10B is an explanatory diagram of a notch search region of a wafer.
FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment when the notch is within a predetermined angle θ range.
FIG. 12 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment when the notch is not within the predetermined angle θ range.
FIGS. 13A and 13B are detailed explanatory diagrams of individual processing steps, where FIG. 13A shows step 207, FIG. 13B shows step 209, FIG. 13C shows step 212, and FIG.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing how the notch position gradually shifts in the operation of the first embodiment when the notch is not within the range of the predetermined angle θ.
FIG. 15 is a perspective view of a substrate alignment apparatus of a semiconductor manufacturing apparatus according to a second embodiment.
16A and 16B are cross-sectional views illustrating a drive system for a turntable according to a second embodiment, in which FIG. 16A is an embodiment in which a motor is arranged on the side of a wafer, and FIG. It is a direct connection type comparative example arranged.
FIG. 17 is a layout view showing the relationship between a support pin and a notch detection optical sensor according to a second embodiment.
FIG. 18 is a flowchart illustrating an operation according to the second embodiment.
FIGS. 19A and 19B are explanatory views according to the second embodiment showing a case where the notch position overlaps with the support pins, where FIG. 19A is a plan view of the wafer, and FIG.
FIG. 20 is an explanatory diagram of a second embodiment showing interference between a tweezer and a support pin. FIG. 20A is a diagram illustrating a case where a support pin is positioned in an approach path of a tweezer, and FIG. It shows when the support pin does not come to the approach path.
FIG. 21 is a perspective view of a substrate alignment apparatus of a semiconductor manufacturing apparatus according to a third embodiment.
22A and 22B are explanatory diagrams of motor interference according to the third embodiment, where FIG. 22A is a plan view and FIG. 22B is a longitudinal sectional view.
FIG. 23 is an explanatory view of a substrate alignment apparatus according to a third embodiment, wherein (a) is a plan view and (b) is a longitudinal sectional view.
FIG. 24 is a longitudinal sectional view of an essential part for explaining a scooping mechanism according to a third embodiment.
FIGS. 25A and 25B are explanatory views of wafer scooping according to the third embodiment, wherein FIG. 25A shows before scooping and FIG. 25B shows after scooping.
FIG. 26 is an explanatory diagram according to a third embodiment showing a turntable stop position with respect to a support pin.
FIG. 27 is a flowchart illustrating an operation for avoiding interference between a notch and a support pin according to a third embodiment.
FIG. 28 is a flowchart illustrating an operation for avoiding interference between a tweezer and a support pin according to a third embodiment;
FIG. 29 is a perspective view of a main part according to a third embodiment in which a support pin is made of a transparent member.
30 is an explanatory view showing the arrangement of the substrate positioning device in the semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment, wherein (a) is a side view, (b) is a plan view, and (c) is a perspective view of a hoop. FIG.
FIG. 31 is a perspective view of a specific substrate alignment apparatus of the semiconductor manufacturing apparatus of the first embodiment according to an example.
FIG. 32 is an explanatory diagram showing interference between a scooping pole and a tweezer according to an embodiment.
FIG. 33 is an explanatory diagram considering wafer distortion in an embodiment.
[Explanation of symbols]
100 Substrate alignment device
103 turntable
104 wafers
104a notch
104b Substrate outer periphery
105 Support pole
106 Motor (rotary drive)
107 Support pin
110 Scooping pole
111 Scooping support pin
116 Optical sensor
117 Sensor pole

Claims

Position of the orientation flat or notch of the substrate is detected and a have the orientation flat or notch alignment lines Cormorants process of the substrate to adjust a fixed position, a substrate transfer unit for transferring the pre-Symbol substrate processing chamber or processing jig A semiconductor manufacturing method for aligning the orientation flat or notch of the substrate,
(A) The substrate is taken out from the substrate storage container by the substrate transfer machine and is loaded into a substrate alignment device that performs orientation flat or notch alignment of the substrate, and orientation flat or notch alignment is performed.
(B) The substrate after orientation flat or notch alignment is taken out from the substrate alignment device by the substrate transfer machine and returned to the substrate storage container,
(C) Repeat the above (a) to (b) until the orientation flat or notch alignment processing of all the substrates in the substrate storage container is completed,
(D) Store the substrate storage container after orientation flat or notch alignment processing in a storage shelf,
Replacing the substrate storage container and repeating steps (a) to (d) to perform orientation flat or notch alignment of the substrate in advance;
When the orientation flat or notch alignment of the substrate in the substrate storage container is performed in advance, the information is stored, and it is determined whether the orientation flat or notch alignment of the substrate to be transferred is performed based on the information. And
When the orientation flat or notch alignment of the substrate to be transferred is performed in advance, the substrate is taken out from the substrate storage container by the substrate transfer machine and directly into the processing chamber or the processing jig without using the substrate alignment device. Transfer process and
A method of manufacturing a semiconductor, comprising:

The semiconductor manufacturing method according to claim 1, wherein orientation flat or notch alignment of the substrate is performed in a transfer chamber in which the substrate transfer machine is installed.